Tomcat缓存源码CachedResource的getLastModified方法写法疑问

直接操作成员变量的写法存在并发安全问题 #

你改写的第二种实现，在多线程并发场景下会随机抛出空指针异常，核心原因是代码会两次读取堆上的成员变量cachedLastModified，两次读取之间没有任何一致性保证：

1. 第一次读取发生在if (this.cachedLastModified == null)判空逻辑中
2. 第二次读取发生在return this.cachedLastModified.longValue()返回逻辑中

CachedResource本身带缓存失效机制，缓存到期时后台清理线程会把cachedLastModified重置为null触发下次重载；同时这个方法没有加任何同步锁，cachedLastModified字段也没有用volatile修饰，两次读取之间完全可能被其他线程修改值：如果第一次判空时读到非null值，跳过了赋值分支，结果返回前第二次读取刚好读到清理线程设置的null值，对null调用longValue()就会直接触发NPE。

Tomcat采用局部变量缓存写法的设计考量 #

Tomcat的写法本质是Java高并发无锁编码中非常经典的局部变量快照技巧，核心考量有两点：

• 彻底避免空指针风险：代码只在方法最开始读取一次成员变量，把引用拷贝到线程私有的栈上局部变量中，后续所有判空、赋值、返回操作都基于这个局部变量完成。不管其他线程怎么修改堆上的成员变量，当前线程持有的局部变量引用都不会变，只要第一次读取拿到非null值，后续调用longValue()就绝对不会触发NPE。
• 性能最优：这种实现完全不需要加锁，也不需要给字段加volatile带来内存屏障开销，同时局部变量的栈读写速度远快于堆成员变量读写。Tomcat刻意允许极端场景下多个线程同时判空、重复给cachedLastModified赋值——因为webResource.getLastModified()的返回值是幂等的，重复赋值不会产生业务错误，用极低概率的重复计算换无锁的高吞吐，是Web容器这类基础组件非常典型的工程取舍。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者S. Pan