匿名类可以完全不可变吗？

Question

在 Java Concurrency In Practice 一书中，有一个几乎不可变对象的示例，如果没有正确发布，它就有失败的风险：

// Taken from Java Concurrency In Practice
// p.51 Listing 3.15: Class at risk of failure if not properly published.
public class Holder {
    private int n;

    public Holder(int n) { this.n = n; }

    public void assertSanity() {
        if(n != n)
            throw new AssertionError("This statement is false.");
    }
}

// p.50 Listing 3.14: Publishing an object without adequate synchronization. Don't do this.
class Client {
    public Holder holder;

    public void initialize() {
        holder = new Holder(42);
    }
}

如果我正确理解书中的章节，将final 添加到Holder 类的n 字段将使对象完全不可变，并且即使AssertionError 仍然存在，也不会被抛出在没有充分同步的情况下发布，就像在 Client 类中所做的那样。

现在我想知道匿名类在这方面的表现如何。请看下面的例子：

public interface IHolder {
    void assertSanity();
}

class IHolderFactory {
    static IHolder create(int n) {
        return new IHolder() {
            @Override
            public void assertSanity() {
                if (n != n)
                    throw new AssertionError("This statement is false.");
            }
        };
    }
}

class IHolderClient {
    public IHolder holder;

    public void initialize() {
        // is this safe?
        holder = IHolderFactory.create(42);
    }
}

就像书中的例子一样，它在没有充分同步的情况下发布，但不同的是，现在Holder 类已成为一个接口，并且有一个静态工厂方法返回一个实现该接口的匿名类，而匿名类使用方法参数n。

我的问题是：有没有机会从我的后一个示例中获得AssertionError？如果有，使其完全不可变并消除问题的最佳方法是什么？如果它以如下的函数方式编写，它会改变什么吗？

class IHolderFactory {
    static IHolder create(int n) {
        return () -> {
            if (n != n)
                throw new AssertionError("This statement is false.");
        };
    }
}

Answer 1

这是一个非常棘手的问题。

JLS, §17.4.1. Shared Variables 说：

局部变量 (§14.4)、形式方法参数 (§8.4.1) 和异常处理程序参数 (§14.20) 绝不会在线程之间共享，并且不受内存模型的影响。

这似乎与您可以在可以在线程之间共享的内部类或 lambda 表达式中使用它们的事实相矛盾，但是这些构造捕获变量的值并使用该值。然而，这个过程并没有得到很好的说明。

我能找到的唯一提及是 §15.27.2 解释（有效）最终要求：

对有效最终变量的限制禁止访问动态变化的局部变量，这些变量的捕获可能会引入并发问题。

在实践中，捕获的值存储在内部类的合成 final 字段中或在运行时为 lambda 表达式生成的类中。所以你永远不会看到当前实现的错误。

然而，这并没有在任何地方指定。语言规范说little about the bytecode format，而虚拟机规范几乎没有提到语言结构。

因此，局部变量、形式方法参数和异常处理程序参数被明确排除在 JMM 之外，并且它们捕获的值在 JMM 方面不是变量，甚至没有被提及。问题是这意味着什么。

它们通常不受数据竞争的影响（我的解释）还是它们不安全并且我们根本没有从 JMM 获得任何保证？在后一种情况下，它甚至暗示我们无法保证它们的安全，因为任何安全的发布机制都可以从不包括我们的情况的 JMM 保证中获得安全性。值得注意的是，JMM 也没有覆盖外部 this 引用，也没有覆盖实例对 getClass() 返回的 Class 对象的隐式引用。

因此，虽然我认为它们不受数据竞争的影响，但我希望更明确地说明这一点。

Answer 2

不管你是使用匿名类还是 lambda，你都有零同步机制来正确发布引用；因此，此代码可以抛出该异常。

换句话说，您必须满足一些工具和条件才能使您的代码安全：这些工具和条件使用final、volatile 或某种synchronized 或locks 等。因为您使用无，不提供任何保证。

Java 语言规范仅在您使用特殊语义时提供这些保证，例如您在第一个示例中展示的final。还有其他方法，但使对象不可变是最简单、最简单的方法。 This is the best article 我知道关于这个主题，您可能想阅读它。