質問文から読み取れない条件があるので補足しならがら回答してみます。
SampleClass2#sampleMethod2()
を2回呼び出した結果 SampleClass.x
の値が確実に 2
になるのは、それら2つの呼び出しが同一スレッドで行われた場合のみです。
この条件を満たさない状況の具体例としては次のようなものがあります:
- 別々のクラスローダでロードしたクラスで実行した場合: 常に
1
。
- 同一クラスローダでロードしたクラスだが異なるスレッドで実行した場合:
2
になる可能性もあるが 1
になる可能性もある。
質問文からはAPI(これはWeb APIという理解で良いでしょうか)を呼び出した場合この処理が実行されると書かれていますが、その際に新しくクラスロードが行われるのか(≒別のプロセスで実行されるのか)そうではなく同じクラスが使いまわされるのか(≒同一プロセスで実行されるのか)が曖昧です。
- Tomcatのようなアプリケーションサーバ上で実行する場合: 常に同じクラスローダが用いられる
- いわゆるサーバレスアーキテクチャ上で実行する場合: 常に異なるクラスローダが用いられる
質問文では「アプリケーションが終了」という状態が発生しているのでサーバレスアーキテクチャ的なものを想定されているのかと考えましたが、その場合、常に異なるクラスローダが用いられますので常に結果は 1
です。
(要するに、「アプリケーションが終了」というのが何を指しているのかによって回答が変わってきます。)
「アプリケーションが終了」について一旦無視して可能性を考えると、1., 2., 3. いずれも:
- 異なるクラスローダを用いた場合:
(1,1)
- 同一クラスローダでロードしたクラスを用い同一スレッドで処理した場合:
(1,2)
- 同一クラスローダでロードしたクラスを用い異なるスレッドで処理した場合:
(1,1)
, (1,2)
, (2,1)
, (2,2)
です。
つまり、
(2,2)の組み合わせが得られる可能性というのはあるのかどうか
の回答としては、
「同一クラスローダでロードしたクラスを用い異なるスレッドで処理した場合にはあり得るがそうでないのなら有り得ない(そしてそれは質問の解釈次第だが3.に限らず1.も2.も同じである)」
です。
もし3の状態がありえない場合、それはAの処理が完了した後にBの処理が確実に実行されるような機構が存在すると考えられますが、それにはどのようなものがあるのでしょうか。
Javaについてであれば
java.util.concurrent
> メモリー整合性特性, The Java™ Tutorials > Concurrencyなどに言及があります。
(コメントを受けて追記)
1., 2., 3., の並びから「アプリケーションの終了」という状態について何か意図があるのかと考えていましたが、上で挙げた「Tomcatの終了」のような意味合いで良さそうですね。
そうすると、アプリケーションが途中で終了していない1.,3.,については
- AがAPIを呼びだした後に、アプリケーションが終了する前にBがAPIを呼びだした場合:(1,2)
- A, Bがほぼ同時でAPIを呼び出し、それぞれの処理が非同期的に進行し、AのSampleClass.sampleMethod()の次にBのSampleClass.sampleMethod()が実行された場合:(2,2)
(1,1)
, (1,2)
, (2,1)
, (2,2)
があり得る組み合わせです。
要は、一方の処理結果が他方に反映されていない可能性もある、ということです。
前述リンク先
あるスレッドによる書込みの結果が別のスレッドによる読取りで認識されることが保証されるのは、その書込み操作が読取り操作の前に発生(happens-before)した場合だけです。 synchronized構文とvolatile構文のほか、Thread.start()メソッドとThread.join()メソッドがhappens-before関係を形成できます。
にある通り、このコードはhappens-before関係が形成されていない(synchronized
やvolatile
が利用されていない)のが理由です。
残りの、アプリケーションが終了する2.については
2. AがAPIを呼びだした後にアプリケーションが終了、その後Bがアプリケーション起動&APIを呼びだした場合:(1,1)
書かれている通りです。
「クラスローダ」という用語を登場させた理由について。
Javaのstatic
変数はC言語のstatic
変数とは異なり、クラスに所属する領域です。
つまりstatic
変数の寿命は(アプリケーションの寿命ではなく)クラスの寿命と一致します。
そしてクラスの寿命を司るのがクラスローダです。
- アプリケーション(JVMプロセス)を終了させなくてもクラスを消せば領域は消える
- 複数のクラスローダを用いてそれぞれでクラスをロードするとそれらのクラスの
static
変数は別物として扱われる(共有されない)
Tomcatのようなアプリケーションサーバではユーザアプリケーション(war)を複数動作させることができますし、Tomcat起動中に新しいユーザアプリケーションをデプロイしたり逆にアンデプロイしたりすることもできます。
質問文中の「アプリケーションの終了」が、Tomcatの終了を指すものかユーザアプリケーションの終了(アンデプロイ)を指すものかが不明確であったため、「アプリケーションの終了」に依存しない回答となるよう登場させました。
今回の質問に対しては無関係であることがわかりましたので気にしなくて良いです。
(アプリケーションとクラスの寿命は同じであり、C言語と同じようなイメージで良い)
クラスローダとは何か/ロードとは何か、については今回の質問の本質とは外れるので別の質問を立ててください。