静态初始化器和静态同步方法锁定问题

Question

我在我的应用程序中遇到了一些锁定问题，其中包含如下几个类：

public interface AppClient {
    void hello();
}

public class Client implements AppClient {
    public synchronized static AppClient getInstance() {
        return instance;
    }

    public void hello() {
        System.out.println("Hello Client");
    }

    private final static class InnerClient implements AppClient {
        public void hello() {
            System.out.println("Hello InnerClient");
        }
    }
    private static AppClient instance;

    static {
        instance = new InnerClient();
        doSomethingThatWillCallClientGetInstanceSeveralTimes();
    }
}

public class Application {
    new Thread() {
        AppClient c = Client.getInstance();
        c.hello();
    }.start();
    new Thread() {
        AppClient c = Client.getInstance();
        c.hello();
    }.start();
    // ...
    new Thread() {
        AppClient c = Client.getInstance();
        c.hello();
    }.start();
}

在 doSomethingThatWillCallClientGetInstanceSeveralTimes() 方法中，它将执行大量涉及许多类的初始化工作，并在初始化期间多次循环调用 Client.getInstance 静态方法（我知道这不好，但是，这是一个可以使用 20 多年的遗留代码库）。

这是我的问题：

1）我认为在类Client初始化完成之前，只有触发类Client初始化的第一个线程才能访问Client.getInstance方法，因为JVM会在类初始化完成之前同步Client.class对象。我阅读了相关主题的 JLS 并得出了这个结论（第 12.4.2 节，详细初始化过程，

2）然而，这不是我在真实环境中看到的行为。例如，有3个线程调用Client.getInstance()，thread-1触发Client.class初始化，并在doSomethingThatWillCallClientGetInstanceSeveralTimes()方法中多次调用Client.getInstance()。而在doSomethingThatWillCallClientGetInstanceSeveralTimes()方法完成之前，线程2获取了Client.class对象的锁（怎么可能？但确实发生了），并进入Client.getInstance方法（因为该方法是静态同步方法） 。由于某种原因，thread-2 无法返回“实例”（我猜它正在等待 Client.class 完成其初始化）。同时，线程1无法继续，因为它仍然需要在doSomethingThatWillCallClientGetInstanceSeveralTimes()中调用Client.getInstance，并且无法获取锁，因为它属于线程2。 Threaddump 告诉我线程 2 处于 RUNNABLE 状态，线程 1 处于 BLOCKED 状态，正在等待线程 2 拥有的锁。

我只能在 Windows 中的 64 位 Java 6u23 JVM 中重现此行为，而无法在 32 位 Java 6 JVM + Windows 环境中重现此行为。有人可以告诉我我在这里缺少什么吗？这种代码是否注定会产生这样的锁定？如果是，又是怎么发生的呢？难道我对JLS这部分的理解不正确？或者是JVM的问题？任何帮助表示赞赏。谢谢。

Answer 1

对我来说这看起来像一个错误。当一个线程调用静态块时，其他线程不应该能够访问它。该错误可能是另一个线程可以在初始化完成之前获取该类的锁。 :(

我建议你构造你的代码，这样你就不需要在启动时进行这样的锁定。这听起来确实相当复杂。例如，在你的示例中，客户端不需要扩展客户端，并且实例可以在其声明的行上初始化我会考虑以下结构。

enum Client implements AppClient {
    INSTANCE;

    public void hello() {
        System.out.println("Hello Client");
    }
}

您可以使 Client 可变或使用委托，这样它就不会暴露它可以更改状态（或实现）的事实。

Answer 2

JLS 12.4.2 在 (6) 中明确指出，当初始化程序执行时，锁被释放。所以我认为你看到了一个有效的执行路径。您可能会更好地

• 杀死静态初始化程序并在访问器中执行同步延迟初始化
• 手动同步静态初始化程序代码

    public synchronized static AppClient getInstance() {
      synchronized(Client.class) {
          if (instance == null) {
            instance = new InnerClient();
            doSomethingThatWillCallClientGetInstanceSeveralTimes();
          }
          return instance;
      }
    }

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更好 - 重新阅读规范中的这一段后，甚至可以完全删除 原始示例中的同步 - VM 将处理它。

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抱歉误导 - 更详细的阅读应该揭示在（2）中，第二个线程无法获取锁（在检测到正在进行的初始化后，它“等待”）。