深入思考系列——"Synchronization on a non-final field"

场景

程序里面使用了synchronized关键字，IntelliJ IDEA右边出现了黄色条，移动到上面，提示如下：

环境

原因

从提示来看，就是说，如果变量的引用发生了改变，就会导致synchronized失效，然后其他线程就会进入原本没有结束的synchronized代码块。所以要使用final来修饰变量，使引用不发生改变。

尝试

接下来让我们来验证一下，是否真的如提示所说。

错误范例

我写了以下代码，请各位读者看：

public class Test1 implements Runnable{
    private Byte[] flag = new Byte[1];
    
    @Override
    public void run() {
        synchronized (flag){
            System.out.println(new Date()+" 开始休眠"+Thread.currentThread().getName());
            flag = new Byte[11];
            try {
                Thread.sleep(10000);

                System.out.println(new Date()+" 结束休眠"+Thread.currentThread().getName());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Test1 test = new Test1();
        new Thread(test).start();
        Thread.sleep(100);
        new Thread(test).start();
    }
}

如果synchronized关键字有生效的话，就会导致前后两个线程会间隔10秒打印日志。结果如下：

Fri Apr 10 22:03:43 CST 2020 开始休眠Thread-0
Fri Apr 10 22:03:43 CST 2020 开始休眠Thread-1
Fri Apr 10 22:03:53 CST 2020 结束休眠Thread-0
Fri Apr 10 22:03:53 CST 2020 结束休眠Thread-1

从结果可以看到，中间两个线程基本没有间隔就开始了。和我们的预期是存在差异的。那是什么原因导致了变量的引用发生了改变吗？就是代码里面的那行重新赋值的语句：

flag = new byte[11];

所以，也正如提示所说的，就是因为变量的引用发生了改变，所以导致了synchronized关键字没有生效。接下来就让我们开始正确的尝试阶段。

正确范例

我对错误范例里面的代码进行优化，在这里主要按照提示所说，加上final来使得对象不必改变，各位读者跟随我的思路来。

public class Test1 implements Runnable{
    private final Byte[] flag = new Byte[1];

    @Override
    public void run() {
        synchronized (flag){
            System.out.println(new Date()+" 开始休眠"+Thread.currentThread().getName());
            flag[0] = 11;
            // 因为变量设置为了final，没有办法进行修改。故注释掉。
			//flag = new Byte[11];
            try {
                Thread.sleep(10000);

                System.out.println(new Date()+" 结束休眠"+Thread.currentThread().getName());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Test1 test = new Test1();
        new Thread(test).start();
        Thread.sleep(100);
        new Thread(test).start();
    }
}

结果如下：

Sun Apr 12 00:25:33 CST 2020 开始休眠Thread-0
Sun Apr 12 00:25:43 CST 2020 结束休眠Thread-0
Sun Apr 12 00:25:43 CST 2020 开始休眠Thread-1
Sun Apr 12 00:25:53 CST 2020 结束休眠Thread-1

从结果来看，这个时候的synchronized是已经生效了。因为加了final，导致变量无法被改变引用。

总结

并发情况下面，一个变量如果是打算作为锁，就得考虑是否会被更新引用的情况。所以，并发情况下，还是要多思考，才能写出质量上乘的代码。

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