final域的内存语义

一、概述

二、final域的重排序规则

三、写final域的重排序规则

四、读final域的重排序规则

五、final域为引用类型

一、概述

与锁和volatile相比，对final域的读和写更像是普通的变量访问。下面将介绍final域的内存语义。

final比volatile的强度弱一些，轻量级的volatile。

二、final域的重排序规则

对于final域，编译器和处理器要遵守两个重排序规则。

1）在构造函数内对一个final域的写入，与随后把这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量，这两个操作之间不能重排序。

2）初次读一个包含final域的对象的引用，与随后初次读这个final域，这两个操作之间不能重排序。

下面通过一些示例性的代码来分别说明这两个规则：

public class FinalExample {int i; // 普通变量final int j; // final变量static FinalExample obj;public FinalExample () { // 构造函数i = 1; // 写普通域j = 2; // 写final域}public static void writer () { // 写线程A执行obj = new FinalExample ();}public static void reader () { // 读线程B执行FinalExample object = obj; // 读对象引用int a = object.i; // 读普通域int b = object.j; // 读final域}
}

这里假设一个线程A执行writer()方法，随后另一个线程B执行reader()方法。通过这两个线程的交互可以说明这两个规则。

三、写final域的重排序规则

写final域的重排序规则禁止把final域的写重排序到构造函数之外。这个规则的实现包含下面2个方面。

1）JMM禁止编译器把final域的写重排序到构造函数之外。

2）编译器会在final域的写之后，构造函数return之前，插入一个StoreStore屏障。这个屏障禁止处理器把final域的写重排序到构造函数之外。

写final域的重排序规则可以确保：在对象引用为任意线程可见之前，对象的final域已经被正确初始化过了，而普通域不具有这个保障。

四、读final域的重排序规则

读final域的重排序规则是，在一个线程中，初次读对象引用与初次读该对象包含的final域，JMM禁止处理器重排序这两个操作（注意，这个规则仅仅针对处理器）。编译器会在读final域操作的前面插入一个LoadLoad屏障。初次读对象引用与初次读该对象包含的final域，这两个操作之间存在间接依赖关系。由于编译器遵守间接依赖关系，因此编译器不会重排序这两个操作。大多数处理器也会遵守间接依赖，也不会重排序这两个操作。但有少数处理器允许对存在间接依赖关系的操作做重排序（比如alpha处理器），这个规则就是专门用来针对这种处理器的。

reader()方法包含3个操作。