Java foreach 循环对不可变的易失性数组线程安全吗？

Question

我有一个对不可变数组的易失性引用，该数组通过用新版本替换引用来异步更改。在此数组上使用 foreach 进行迭代时，是否保证线程安全？例子：class MyClass{   volatile String[] m_array = new String[0];  public synchronized void add(String n)  { m_array = ArrayUtils.add(m_array, n); // atomic replace  }  public void iterate() // not synchronized!  { // Do something with each element    for (String s : m_array)      System.out.println(s);  }}为什么我问这个问题？通常，Java 中的 foreach 循环扩展为Iterator：Iterator<String> i = m_array.iterator();while(i.hasNext())  ...在这种情况下，只有一次访问m_array 才能有效地获取原子快照。所以一切都很好。但是，如果未来的 Java 实现为原始数组优化foreach 会怎样，因为在这种情况下迭代器非常慢？（参见foreach 与性能对比）实现可能会生成类似的代码for (int i = 0; i < m_array.length; i++){ String s = m_array[i];  ...这不再是线程安全的，因为对m_array. 在这种情况下，m_array当字段是 volatile 时，需要一个带有快照的临时变量。是否保证上述优化永远不会以这种方式发生并且我的代码示例保证安全？

Answer 1

是的，在 volatile 数组引用上使用增强的 for 循环对于 volatile 字段的异步更改是线程安全的。

基本原理

但是，如果未来的 Java 实现为原始数组优化 foreach 会怎样，因为在这种情况下迭代器非常慢？

Iterators 不用于数组的增强 for 循环，仅用于Iterables。Java 语言规范保证循环中的每个数组访问对于每次迭代都在同一个实例上，即使 的值m_array在迭代过程中发生了变化。使用以下等效代码指定数组的增强 for 循环：

T[] #a = Expression;

L1: L2: ... Lm:

for (int #i = 0; #i < #a.length; #i++) {

    VariableModifiersopt TargetType Identifier = #a[#i];

    Statement

} 

见14.14.2。这里的关键点是Expression，在您的情况下this.m_array，只评估一次。

重要的是要强调迭代使用对数组的引用，而不是它的副本，因此数组中的元素可能会在迭代过程中发生变化。但是，我从您的代码示例中假设您知道这不会发生。