关于java:java安全编码指南之线程安全规则

简介

如果咱们在多线程中引入了共享变量，那么咱们就须要考虑一下多线程下线程平安的问题了。那么咱们在编写代码的过程中，须要留神哪些线程平安的问题呢？

一起来看看吧。

留神线程平安办法的重写

大家都做过办法重写，咱们晓得办法重写是不会查看办法修饰符的，也就是说，咱们能够将一个 synchronized 的办法重写成为非线程平安的办法：

public class SafeA {public synchronized void doSomething(){}}

public class UnsafeB extends SafeA{
    @Override
    public void doSomething(){}
}

咱们在实现子类性能的时候，肯定要放弃办法的线程安全性。

构造函数中 this 的溢出

this 是什么呢？依据 JLS 的标准，当用作次要表达式时，关键字 this 示意一个值，该值是对其调用实例办法的对象或正在结构的对象的援用。

那么问题来了，因为 this 可能示意正在结构的对象，那么意味着，如果对象还没有构建结束，而 this 又能够被内部拜访的话，就会造成内部对象拜访到还未结构胜利对象的问题。

咱们来具体看一下 this 溢出都会产生在哪些状况：

public class ChildUnsafe1 {

    public static ChildUnsafe1 childUnsafe1;
    int age;

    ChildUnsafe1(int age){
        childUnsafe1 = this;
        this.age = age;
    }
}

下面是一个非常简单的 this 溢出的状况，在构造函数的过程中，将 this 赋值给了一个 public 对象，将会导致 this 还没有被初始化结束就被其余对象拜访。

那么咱们调整一下程序是不是就能够了呢？

public class ChildUnsafe2 {

    public static ChildUnsafe2 childUnsafe2;
    int age;

    ChildUnsafe2(int age){
        this.age = age;
        childUnsafe2 = this;
    }
}

下面咱们看到，this 的赋值被放到了构造方法的最初面，是不是就能够防止拜访到未初始化结束的对象呢？

答案是否定的，因为 java 会对代码进行重排序，所以 childUnsafe2 = this 的地位是不定的。

咱们须要这样批改：

public class Childsafe2 {

    public volatile static Childsafe2 childUnsafe2;
    int age;

    Childsafe2(int age){
        this.age = age;
        childUnsafe2 = this;
    }
}

加一个 volatile 描述符，禁止重排序，完满解决。

咱们再来看一个父子类的问题，还是下面的 Childsafe2，咱们再为它写一个子类：

public class ChildUnsafe3 extends Childsafe2{

    private Object obj;

    ChildUnsafe3(int age){super(10);
       obj= new Object();}

    public void doSomething(){System.out.println(obj.toString());
    }
}

下面的例子有什么问题呢？因为父类在调用构造函数的时候，曾经裸露了 this 变量，所以可能会导致 ChildUnsafe3 中的 obj 还没有被初始化的时候，内部程序就调用了 doSomething()，这个时候 obj 还没有被初始化，所以会抛出 NullPointerException。

解决办法就是不要在构造函数中设置 this，咱们能够新创建一个办法，在结构函数调用结束之后，再进行设置。

不要在类初始化的时候应用后盾线程

如果在类初始化的过程中，应用后盾过程，有可能会造成死锁，咱们思考上面的状况：

public final class ChildFactory {
    private static int age;

    static {Thread ageInitializerThread = new Thread(()->{System.out.println("in thread running");
            age=10;
        });

        ageInitializerThread.start();
        try {ageInitializerThread.join();
        } catch (InterruptedException ie) {throw new AssertionError(ie);
        }
    }

    public static int getAge() {if (age == 0) {throw new IllegalStateException("Error initializing age");
        }
        return age;
    }

    public static void main(String[] args) {int age = getAge();
    }
}

下面的类应用了一个 static 的 block，在这个 block 中，咱们启动一个后盾过程来设置 age 这个字段。

为了保障可见性，static 变量必须在其余线程运行之前初始化结束，所以 ageInitializerThread 须要期待 main 线程的 static 变量执行结束之后能力运行，然而咱们又调用了 ageInitializerThread.join() 办法，主线程又须要反过来期待 ageInitializerThread 的执行结束。

最终导致了循环期待，造成了死锁。

最简略的解决办法就是不应用后盾过程，间接在 static block 中设置：

public final class ChildFactory2 {
    private static int age;

    static {System.out.println("in thread running");
            age=10;
    }

    public static int getAge() {if (age == 0) {throw new IllegalStateException("Error initializing age");
        }
        return age;
    }

    public static void main(String[] args) {int age = getAge();
    }
}

还有一种方法就是应用 ThreadLocal 将初始化变量保留在线程本地。

public final class ChildFactory3 {private static final ThreadLocal<Integer> ageHolder = ThreadLocal.withInitial(() -> 10);

    public static int getAge() {int localAge = ageHolder.get();
        if (localAge == 0) {throw new IllegalStateException("Error initializing age");
        }
        return localAge;
    }

    public static void main(String[] args) {int age = getAge();
    }
}

本文的代码：

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本文已收录于 http://www.flydean.com/java-security-code-line-threadsafe/

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