在存在线程的情况下如何保证对象的完整构造

Question

我对 JLS 12.5 的阅读让我想到了中的断言代码示例永远不应该触发，但它在我的多线程代码中确实如此。 （JLS 没有在本节中指定线程）。但我的解读是否正确并不是重点。我想让这永远是真的。

public class MainWindow extends JFrame {
  private final JLabel label;

  public MainWindow() {
    label = new JLabel();
    pack();
    setVisible(true);
  }

  public JLabel getLabel() {
    Assert.assertNotNull(label);
    return label;
  }
}

显而易见的答案是将构造函数的内部包装在同步块中，并将 getter 标记为同步。 有更好的方法吗？

FWIW，另一个线程正在 junit 测试中使用此代码获取对窗口的引用：（

private MainWindow findMainWindow() {
    for (Frame frame : Frame.getFrames()) {
        if (frame instanceof MainWindow) {
            return (MainWindow)frame;
        }
    }
    return null;
}

顺便说一句，我在 Mac 上运行 JDK6）

更新：

我什至尝试同步它，但仍然不起作用。代码如下：

public class MainWindow extends JFrame {
  private final JLabel label;
  public MainWindow() {
    synchronized(this) {
        label = new JLabel();
    }
  }

  public synchronized JLabel getLabel() {
    Assert.assertNotNull(label);
    return label;
  }
}

更新 2：

以下是修复该问题的更改：

private MainWindow findMainWindow() throws Exception {
    final AtomicReference<MainWindow> window = new AtomicReference<MainWindow>();
    SwingUtilities.invokeAndWait(new Runnable() {
        public void run() {
            for (Frame frame : Frame.getFrames()) {
                if (frame instanceof MainWindow) {
                    window.set((MainWindow) frame);
                    return;
                }
            }
        }
    });
    return window.get();
}

Answer 1

无法保证“label”在“getLabel”中具有值。嗯，实际上我猜有几个，但这是解决问题的错误方法。

问题是，某个地方有一个实例字段声明，例如：

private MainWindow  mainWindow;

和某个地方（最好在 EventQueue 上运行，否则会遇到其他麻烦）这样的语句：

mainWindow = new MainWindow();

一旦此语句开始执行，“ mainWindow”对放置 MainWindow 对象数据的空间有一个非空引用。由于困扰所有多线程程序的厄运，此时在另一个线程中执行以下代码：

MainWindow  mw = mainWindow;
if (mw != null)  label = mw.getLabel();

您的断言被触发。然后，在构造函数代码运行时，您的原始线程会经过深思熟虑地锁定。

解决方案：使“mainWindow”成为易失性的。这将迫使编译器确保 MainWindow 对象在 mainWindow 获取其值之前完成。另外，虽然没有必要，但我喜欢将对实例字段的引用保持在绝对最低限度，并使其尽可能简单，因此我的代码如下所示：

private volatile MainWindow  mainWindow;

MainWindow  mw = new MainWindow();
mainWindow = mw;

在所有类似情况下执行此操作。 每当为从多个线程访问的实例或类字段分配值时，请确保所有其他线程都可以看到您分配的内容。

（如果您也可以在 EventQueue 上调用“getLabel”，您就可以忘记这一切并生活在单线程的幸福中。）

Answer 2

（注意：如果这个答案的发起者之一实际上回答了这个问题，我将不接受这个答案并接受他们的答案。）

窗框是根据 EDT 建造的。这违反了 Swing 策略，其中所有访问（包括创建）都应该在 EDT 上进行。

我现在创建这样的窗口（使用我的 EventQueue 实用程序类）：

MainWindow ui = EventQueue.invokeAndGet(new Callable() {
    public MainWindow call() {
        return new MainWindow(...);
    }
});

Answer 3

一种方法可能是将构造函数设为私有并提供工厂方法来返回新实例。

就像这样：

public static final Object lockObject = new Object();
public static final MainWindow createWindowInstance() {
  synchronized(lockObject) {
    MainWindow win = new MainWindow();
    return win;
  }
}

这超出了我的想象，所以代码更多是伪代码。