ReentrantLock锁块内多次volatile读取可否替换为单次本地变量读取

结论 #

你完全可以将references字段单次读取到本地变量缓存，这种改写不仅不会违反JMM规范，还能减少volatile读带来的内存屏障开销，提升执行效率。

原因分析 #

• 你代码中的所有读写操作都发生在lock()成功后的临界区内：Lock接口的内存语义保证，首次成功的lock操作已经完成了完整的内存同步，你读到的references值一定是全局最新的，完全符合可见性要求。
• 你担心的「可重入加解锁无需提供内存同步效果」的规则对这个场景没有影响：如果是重入加锁，说明当前线程已经持有该Segment的锁，首次加锁时已经完成了内存同步，当前线程对references的可见性本来就有保障；而且持有锁期间没有其他线程能进入临界区修改references，你本地缓存的数组引用在整个临界区执行过程中都是稳定有效的。
• 你提到的「未成功加解锁无同步效果」的规则只适用于加锁失败的场景（比如tryLock返回false），而你的代码是在lock()成功后才进入的try块，完全不受这个规则约束。

改写示例 #

你可以参考如下改写逻辑，功能和原代码完全等价：

protected final class Segment extends ReentrantLock {

    private volatile Reference<K, V>[] references;

    private void restructure(boolean allowResize, @Nullable Reference<K, V> ref) {
        boolean needsResize;
        lock();
        try {
            // 仅一次volatile读，缓存到本地变量
            Reference<K, V>[] refs = this.references;
            boolean resizing = false;
            int restructureSize = refs.length;
            //...
            Reference<K, V>[] restructured = 
                    resizing ? createReferenceArray(restructureSize) : refs;

            for (int i = 0; i < refs.length; i++) {
                ref = refs[i];
                //...
            }

            if (resizing) {
                this.references = restructured;
                // 直接用新的数组对象计算阈值，不需要再读volatile字段
                this.resizeThreshold = (int) (restructured.length * getLoadFactor());
            }
            //...
        } finally {
            unlock();
        }
    }

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sergey Tsypanov