使用 Wea​​kReference 的 Java 示例的线程安全

Question

在看到 SO 帖子并意识到我并不真正知道它们是什么之后，我正在阅读 Java 中的弱引用。

以下代码来自第 457 页，第 17 章：Arnold、Gosling 和 Holmes 撰写的“Java 编程语言第四版”中的“垃圾收集和内存”

import java.lang.ref.*;
import java.io.File;

class DataHandler {
    private File lastFile;        // last file read
    private WeakReference<byte[]> 
                         lastData;// last data (maybe)

    byte[] readFile(File file) {
        byte[] data;

        // check to see if we remember the data
        if file.equals(lastFile) {
            data = lastData.get();
            if (data != null)
                return data;
        }

        // don't remember it, read it in
        data = readBytesFromFile(file);
        lastFile = file;
        lastData= new WeakReference<byte[]>(data);
        return data;
    }
}

我试图理解，只是为了练习它，如果这段代码是线程安全的，我主要关注的代码部分是行

data = lastData.get();
if (data != null)
    return data;

我的想法如下：“数据”是线程受限的，并设置为引用“lastData”弱引用的引用。这会创建对所指对象的强引用，因此即使在空检查之后，对 readFile 范围之外的所指对象的所有其他强引用都消失了（正确的术语是什么？），即使假设所指对象不可软访问，垃圾收集器也不会允许清除弱引用，从而使所指对象可终结，因为仍然存在来自数据的本地强引用。因此，如果data != null 行中的数据不为空，则在下一行中返回时它不能为空。对吗？

Answer 1

我认为示例代码不是线程安全的，但原因与使用弱引用不同：

弱引用的使用很好，正是您指出的原因：代码创建了一个强引用，它保存在data 变量中。因此，GC 无法收集字节，因此 WeakReference 也将保持不变；因此在单线程应用程序中使用此代码应该是安全的。问题来自多个线程：

对file 和lastData 字段的访问是不同步的，因此无法保证使用readFile(..) 方法的两个线程完全交互（这不太可能“最佳”案例）。重要的是要注意这些字段必须以原子方式访问，如果没有其他地方可以触及它们，最简单的解决方法是声明 readFile 方法同步。这会严重影响性能，因为文件读取会发生在同步块内，可能会导致争用。

Answer 2

一旦将引用分配给本地 data 变量，该对象就没有资格进行垃圾回收。它是strongly reachable，因为在线程堆栈中有对它的引用。

Answer 3

从技术上讲，它不是线程安全的，因为 lastData 和 lastFile 不是易失的。第二个线程可能会看到这些引用的旧副本。它可能对您的应用程序没有太大影响。