java 并发安全的思考

淩亂°似流年 2022-06-16 06:46 142阅读 0赞

保证并发安全性的方式有三种：不共享、不可变、同步。

## 不共享——线程封闭 ##

线程封闭（thread confinement)：数据在单线程中进行访问，不需要同步策略。

**当某个对象封闭在一个线程中时，这种用法将自动实现线程安全，即使被封闭的对象本身不是线程安全的**

**Ad-hoc线程封闭**

Ad-hoc线程封闭是指，维护线程封闭性的职责完全由程序来实现。没有任何一种语言特性，能够将对象封闭到目标线程上。

在volatile变量上存在一种特殊的线程封闭，只要你确保只有单个线程对共享的volatile变量执行写入操作，那个就可以安全地在这些共享的volatile变量上执行”读取-修改-写入”的操作。

**栈封闭**

位于执行线程的栈中，其他线程无法访问这个栈。局部变量的固有属性之一就是封闭在执行线程中。

*  基本类型的局部变量，由于任何方法都无法获得对基本类型的引用，所以不会破坏栈封闭性。
 *  引用类型，必须确保不会发布该引用类型。

public int loadTheArk(Collection<Animal> candidates) {
        SortedSet<Animal> animals;
        int numPairs = 0;
        Animal candidate = null;
       //保存对象的引用animals变量被封闭在方法中
        animals = new TreeSet<Animal>(new SpeciesGenderComparator());
        animals.addAll(candidates);
        for(Animal a : animals) {
            if (candidates == null || !candidate.isPotentialMate(a))
                candidate = a
            else{
                ark.load(new AnimalPair(candidate, a));
                ++numPairs;
                candidate = null
            }
        }
        return numPairs;
    }

**ThreadLocal类**

通常使用ThreadLocal保证可变的单例变量(Singletion)或全局变量进行共享。

例如，在单线程应用程序中可能会维持一个全局的数据库连接，并在程序启动时初始化这个连接对象，从而避免在调用每个方法时都要传递一个Connection对象。

public int loadTheArk(Collection<Animal> candidates) {
        SortedSet<Animal> animals;
        int numPairs = 0;
        Animal candidate = null;
    
        animals = new TreeSet<Animal>(new SpeciesGenderComparator());
        animals.addAll(candidates);
        for(Animal a : animals) {
            if (candidates == null || !candidate.isPotentialMate(a))
                candidate = a
            else{
                ark.load(new AnimalPair(candidate, a));
                ++numPairs;
                candidate = null
            }
        }
        return numPairs;
    }

## 不可变——不变性 ##

如果某个对象在被创建后其状态就不能被修改，那么这个对象就称为不可变对象。线程安全性是不可变对象的固有属性之一。

满足以下条件，对象才是不可变的：

*  对象创建以后其状态就不能修改。
 *  对象的所有域都是final类型。
 *  对象在创建期间，this引用没有逸出。

@Immutables
    public final class ThreeStooges { 
        //在可变对象基础上构建的不可变类
        private final Set<String> stooges = new HashSet<String>();
    
        public ThreeStooges() {
            stooges.add("Moe");
            stooges.add("Larry");
            stooges.add("Curly");
        }
    
        public boolean isStooge(String name) {
            return stooges.contains(name)
        }
    }

## 同步 ##

同步是指通过同步策略访问共享的变量（锁、信号量等）。