final原理

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原理: 加入写屏障 image1
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一、final 变量

final 变量的语义:

  1. 只能被赋值一次。 这意味着变量的引用或值一旦确定,就不能被重新绑定。

  2. 确保可见性。 当对象的字段是 final 时,其他线程在看到这个对象引用时,一定能看到这些 final 字段的正确值(即构造函数中写入的值)。

1. 内存模型下的写屏障(Write Barrier)与读屏障(Read Barrier)

Java 编译器与 CPU 都会对指令进行重排序,以提高性能。而 final 的语义会插入一种特殊的内存屏障(Memory Barrier) 来阻止这种重排:

  • 写屏障(Store Barrier):在构造函数中给 final 字段赋值后,JMM 会在该赋值之后插入一个写屏障,禁止该写操作与构造函数外部的“this 引用发布”重排。

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    class A {<br />
    final int x;<br />
    A() {<br />
    x = 42; // 写 final 字段<br />
    // StoreBarrier 插入于此,防止与 this 发布重排
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    }<br />
    }</p></li>

  • 读屏障(Load Barrier):当另一个线程读到一个包含 final 字段的对象时,JMM 保证先读 final 字段值,再读对象引用。这防止了读取到构造未完成的对象。
    A a = new A(); // 构造函数执行完毕后才对外可见

这种设计保证了:

只要对象构造完成后才“发布”(即引用被其他线程可见),其他线程一定能看到构造函数中写入的所有 final 字段。
无状态

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