为什么BufferedInputStream将字段复制到局部变量，而不是直接使用该字段

Question

当我从java阅读源代码时。伊奥。缓冲数据流。getInIfOpen（），我不明白它为什么会这样写代码：

/**
 * Check to make sure that underlying input stream has not been
 * nulled out due to close; if not return it;
 */
private InputStream getInIfOpen() throws IOException {
    InputStream input = in;
    if (input == null)
        throw new IOException("Stream closed");
    return input;
}

为什么它使用别名，而不是直接在中使用字段变量，如下所示：

/**
 * Check to make sure that underlying input stream has not been
 * nulled out due to close; if not return it;
 */
private InputStream getInIfOpen() throws IOException {
    if (in == null)
        throw new IOException("Stream closed");
    return in;
}

有人能给个合理的解释吗？




Answer 1

匿名用户

这是一段很短的代码，但从理论上讲，在多线程环境中，中的可能会在比较后立即更改，因此该方法可能会返回它没有检查的内容（它可能会返回null，从而执行它想要防止的事情）。

Answer 2

匿名用户

这是因为类BufferedInputStream是为多线程使用而设计的。

在这里，您可以看到中的声明，它位于父类FilterInputStream中：

protected volatile InputStream in;

由于它是受保护的，它的值可以被FilterInputStream的任何子类更改，包括BufferedInputStream及其子类。此外，它被声明为易失性，这意味着如果任何线程更改了变量的值，则此更改将立即反映在所有其他线程中。这种组合是不好的，因为它意味着类BufferedInputStream无法控制或知道中的何时被更改。因此，该值甚至可以在检查null和返回语句之间更改BufferedInputStream::getInIfOpen，这实际上使检查null变得无用。通过只读取中的值一次，将其缓存在局部变量输入中，方法BufferedInputStream::getInIfOpen可以安全地抵抗来自其他线程的更改，因为局部变量总是由单线程。

BufferedInputStream:：close中有一个例子，它将中的设置为空：

public void close() throws IOException {
    byte[] buffer;
    while ( (buffer = buf) != null) {
        if (bufUpdater.compareAndSet(this, buffer, null)) {
            InputStream input = in;
            in = null;
            if (input != null)
                input.close();
            return;
        }
        // Else retry in case a new buf was CASed in fill()
    }
}

如果在执行BufferedInputStream:：getInIfOpen时，另一个线程调用了BufferedInputStream:：close，这将导致上述竞争条件。

Answer 3

匿名用户

如果你断章取义地看这段代码，对这个“别名”没有很好的解释。它只是冗余代码或糟糕的代码风格。

但是上下文是，BufferedInputStream是一个可以子类化的类，它需要在多线程上下文中工作。

线索是in中声明的FilterInputStream是protected。这意味着子类有可能进入并分配null到in。考虑到这种可能性，“别名”实际上是为了防止种族状况。

考虑没有“别名”的代码

private InputStream getInIfOpen() throws IOException {
    if (in == null)
        throw new IOException("Stream closed");
    return in;
}

1. 线程A调用getInIfOpen（）
2. 线程A计算in==null并看到in不是null。
3. 线程B将null赋值到中的。
4. 线程A执行返回。它返回null，因为a是不稳定的。

“别名”防止了这种情况。现在中的只被线程A读取一次。如果线程B在线程A在中有之后分配null，这无关紧要。线程A将抛出异常或返回（保证）非空值。