使用 clone() 和非 final 字段的流式类的线程安全

Question

这个类似流利的类并不是严格不可变的，因为字段不是最终的，但它是线程安全的，为什么？

我关心的线程安全问题不是竞争条件，而是变量的可见性。我知道有一种使用最终变量和构造函数而不是 clone() + 赋值的解决方法。我只是想知道这个例子是否可行。

public class IsItSafe implements Cloneable {

    private int foo;
    private int bar;

    public IsItSafe foo(int foo) {
        IsItSafe clone = clone();
        clone.foo = foo;
        return clone;
    }

    public IsItSafe bar(int bar) {
        IsItSafe clone = clone();
        clone.bar = bar;
        return clone;
    }

    public int getFoo() {
        return foo;
    }

    public int getBar() {
        return bar;
    }

    protected IsItSafe clone() {
        try {
            return (IsItSafe) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new Error(e);
        }
    }
}

Answer 1

您在设置字段时没有持有锁，并且当您提到自己时，该字段不是最终的。

因此，从可见性的角度来看，这种方法不是线程安全的。

这里有一些进一步的澄清：https://stackoverflow.com/a/9633968/136247

关于使用 volatile 问题的更新：

为了论证，使用 volatile 修复了这里的线程问题。
但是，您应该重新考虑 final 字段和复制构造函数，因为：

• 字段访问会稍微快一些（读取总是来自 cpu 缓存）
• 避免不鼓励使用 clone（参见 Josh Bloch 的 Effective Java）
• 具有 final 字段的构造函数是不可变类的已知习惯用法，代码读者很容易识别
• 标记字段 volatile 同时打算让它们不可变本身就是矛盾的 ;)

Answer 2

thread 相当一致地认为，由于可见性问题，该类不是线程安全的。

为什么说类不是不可变的？类的状态由 foo 和 bar 定义，对于任何特定实例，一旦创建实例，就不能从类外部更改它们。所以它是不可变的，即使字段没有明确声明为 final。

更改 foo 和 bar 的唯一地方（在 foo() 和 bar() 方法中），更改是在局部变量上完成的，根据定义，该局部变量一次只能由一个线程访问。

编辑

我认为这是 Java Concurrency in Practice (3.3.2) 中定义的 Stack Confinement 示例，它使 foo() 和 bar() 方法线程安全，因为之前不允许 clone 转义该方法完全建成。

局部变量本质上仅限于执行的threead；它们存在于执行线程的堆栈中，其他线程无法访问。