并发 - Java的AQS.Node源码疑惑

Question

AbstractQueuedSynchronizer的Node内部类中,对volatile Node prev成员变量获取方法predecessor()如下

   
    final Node predecessor() throws NullPointerException {
        Node p = prev;
        if (p == null)
            throw new NullPointerException();
        else
            return p;
    }

在源码中,这里对volatile类型的成员变量prev的返回,是先把他赋值给一个中间变量p,然后拿p返回。
这种设计在AQS的源码中很多地方都有涉及到,包括在其它源码中也经常看到对volatile类型的变量先赋值给另外一个变量,然后把这个变量返回.
这样设计的目的是什么?

Answer 1

雷雷

注意局部變數 result，這似乎是不必要的。這樣做的效果是，在helper 已經初始化的情況下（即大多數情況下），易失性字段僅被訪問一次（由於“return result;”而不是“return helper;”），這可以改善方法的整體性能提高了25%。 [6]

如果輔助物件是靜態的（每個類別載入器一個），另一種方法是按需初始化持有者習慣用法[7]（請參閱前面引用的文字中的清單 16.6[8]。）

-----維基百科

Answer 2

在predecessor()这个方法里，Node p的效果不那麼明顯。請容許我把例子變得更極端：

final Node extremePredecessor() throws NullPointerException {
    // #L0: Node p = prev;
    // #L1
    if (crazyConditional_1(prev))  {
      ...
    }
    // #L2
    else if (crazyConditional_2(prev))  {
      ...
    }        
    // #L3
    else if (crazyConditional_3(prev)) {
      ...
    }
    // #L4
    else {
      return prev;
    }
}

假定有100個threads呼叫會改動prev的值，則在#L1到#L4之間，任何對於shared variable -- prev的改動都對extremePredecessor()是可見的。
這會有以下問題：

• 和同步鎖定很類似，對prev的同步更新，會造成效能損耗，prev就成了整個Queue就有了bottleneck。

• 在#L1到#L4之間的prev的值可能是inconsistent的，因為別的thread改動了他。這使得理解code的難度大為增加。

如果使用Node p = prev;那么#L0之后，就不需要同步p的值了。#L1到#L4的p也是consistent的。

對於volatile，請參閱:
Java Language Spec volatile keyword
https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-8.html#jls-8.3.1.4