局部变量保证线程安全

局部变量保证线程安全

首先来看String这个类的hashcode方法，如下

public int hashCode()
{
    int h = hash; /* 代码① */
    if ( h == 0 && value.length > 0 )
    {
        char val[] = value;
 
        for ( int i = 0; i < value.length; i++ )
        {
            h = 31 * h + val[i];
        }
        hash = h;       /* 代码② */
    }
    return(h);              /* 代码③ */
}

hash是String类的一个属性，可以看到这边首先是代码①读取了本地属性的值，并且赋值给局部变量h。并且使用h进行了业务逻辑的判断。如果h没有值的话，就进行 Hash 值的生成，并且赋值到h上，并且在代码②处赋值给了属性hash。最终返回的，也是局部变量h的值。那么上述的代码能否修改为下面的模式

public int hashCode()
{
    if ( hash == 0 && value.length > 0 )  /* 代码① */
    {
        char    val[]    = value;
        int    h    = 0;
        for ( int i = 0; i < value.length; i++ )
        {
            h = 31 * h + val[i];
        }
        hash = h;
    }
    return(hash); /* 代码② */
}

修改的代码没有局部变量，直接使用属性本身来操作。

答案是否定的，因为这种写法是线程不安全的，可能导致方法的返回值是 0 。似乎有点费解，因为如果hash值为0 ，则代码会进入循环体，对hash值进行更新。所以乍看之下，无论如何是不会返回 0 的。

上述的理解逻辑，在单线程环境下，是正确的。但是这段代码工作在多线程环境。实际上，上述代码有两次对hash值的读取，分别是代码①和②。可能会出现一种情况，在代码①处，读取到hash值不为 0 ，在代码②处，读取到hash值为0，并且以此为结果返回了。显然此时这种结果是错误的。

要理解这种场景的发生需要从 JMM 的规则谈起。首先，两个读取之间是没有因果关系的，因此不存在第一个对变量的读取观察到了值，第二个对该变量的读取也要观察到这个值。其次，在 JMM 中，对一个变量的读取操作允许其观察最后一次到对该变量的写入，只要没有 HB 关系来阻止这个读取的观察效果。此外，对象属性的默认值也是由写入动作触发的。这意味着对hash值的写入有两个地方，一个在于对象构造时，一个在于其他线程对hash值的写入。由于这两个写入没有 HB 关系，因此对hash的读取可能读取到任意一个写入的结果。所以，可能会出现的情况是在代码①处读取到了其他线程对hash值的写入，因此跳过了内部的写入逻辑。而在代码②处再次读取hash值，此时读取到了对象构造时对hash默认值的写入，导致返回 0 。

从 JMM 规则角度是最正确的理解，但是为了形象的想象这一切如何发生，我们可以将上面的程序修改如下

public int hashCode()
{
    int a = hash;
    if ( hash == 0 && value.length > 0 ) /* 代码① */
    {
        char    val[]    = value;
        int    h    = 0;
        for ( int i = 0; i < value.length; i++ )
        {
            h = 31 * h + val[i];
        }
        a = hash = h;
    }
    return(a); /* 代码② */
}

实际上，这的确是在执行代码逻辑的时候，一种可能的代码重排序变种。假定一开始hash值为0，则a为 0 。在if判断的时候，hash读取到了其他线程写入的值，因此没有执行计算逻辑，最终返回了a的值，也就是 0 。