Java多线程：如何在当前线程访问其他线程内的对象数据

这个场景的核心是Java内存模型（JMM）的跨线程可见性问题：运行中的线程对持有的对象实例变量做的修改，默认会先存在线程私有的工作缓存中，没有特殊同步的情况下，发起API调用的线程无法保证读到最新值，甚至可能因为指令重排序读到构造不完整的无效对象。所有可行方案都需要同时解决可见性、有序性问题，如果涉及读改写的复合操作，还要额外保证原子性。

按场景优先级选择即可：

• 变量是基础类型/不可变对象，且只有单线程写、多线程读，不存在i++这类读改写复合操作：直接用volatile修饰目标实例变量

  volatile会禁止相关指令重排序，变量修改后强制刷回主内存，其他线程读取时强制从主内存拉取最新值，能保证读到的永远是最后一次写入的结果。注意如果变量是引用类型，volatile仅保证引用本身的可见性，引用指向的对象内部字段修改不受这个语义保护。

• 变量存在多线程同时写、或者涉及复合读写操作：用synchronized内置锁，或者java.util.concurrent.locks下的显式锁，给变量的所有读、写操作都加上同一把锁

  锁的happens-before语义保证：进入同步块时，线程会把锁保护的所有变量的最新值从主存加载到工作内存；退出同步块时，所有对变量的修改会强制刷回主存，从根本上解决可见性问题。注意读操作和写操作必须加同一把锁，否则依然会出现可见性问题。
  简单实现示例：

  public class TargetObject {
      private int changedValue;
      private final Object syncLock = new Object();
  
      // 持有对象的工作线程调用，修改变量
      public void setChangedValue(int newValue) {
          synchronized (syncLock) {
              changedValue = newValue;
          }
      }
  
      // API调用线程调用，读取最新值
      public int getChangedValue() {
          synchronized (syncLock) {
              return changedValue;
          }
      }
  }
  

• 变量是计数、状态标记、简单引用这类场景：直接用java.util.concurrent.atomic包下的原子类包装变量，比如AtomicInteger、AtomicReference

  原子类底层基于CAS操作+volatile语义实现，既保证了读改写复合操作的原子性，也自带跨线程可见性保证，无锁实现的性能比显式加锁更好，不需要自己写同步逻辑。

• 如果不需要在工作线程运行中途实时读值，只需要等工作线程处理完拿最终结果：直接用JUC提供的Future/CompletableFuture包装工作线程的执行任务

  这是最省心的实现方式，JUC的异步任务框架已经内置了所有可见性保障，工作线程对结果对象的所有修改，在调用get()拿到结果后，对当前API线程是完全可见的，不需要额外加同步。
  示例代码：

  // 把工作逻辑提交到线程池
  Future<TargetObject> taskFuture = threadPool.submit(() -> {
      TargetObject obj = new TargetObject();
      // 工作线程内执行逻辑、修改对象实例变量
      obj.setChangedValue(999);
      return obj;
  });
  
  // API调用处需要取值时，直接获取
  TargetObject latestObj = taskFuture.get();
  int latestValue = latestObj.getChangedValue();
  

不要直接用普通成员变量、静态变量跨线程传值，没有同步语义保障的情况下，你大概率会随机读到过期值、null甚至构造异常的对象，这类问题偶发、排查成本极高。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者shivi