01、前言 先讓我吐一句肺腑之言吧,不說出來會憋出內傷的。《Java 併發編程實戰》這本書太特麽枯燥了,儘管它被奉為併發編程當中的經典之作,但我還是忍不住。因為第四章“對象的組合”我整整啃了兩周的時間,才啃出來點肉絲。 讀者朋友們見諒啊。要怪只能怪我自己的學習能力有限,真讀不了這種生硬無趣的技術書。 ...
01、前言
先讓我吐一句肺腑之言吧,不說出來會憋出內傷的。《Java 併發編程實戰》這本書太特麽枯燥了,儘管它被奉為併發編程當中的經典之作,但我還是忍不住。因為第四章“對象的組合”我整整啃了兩周的時間,才啃出來點肉絲。
讀者朋友們見諒啊。要怪只能怪我自己的學習能力有限,真讀不了這種生硬無趣的技術書。但是為了學習,為了進步,為了將來(口號喊得有點大了),只能硬著頭皮上。
請隨我來,我儘量寫得有趣點。
02、線程安全類
作者說了啊,設計一個線程安全類需要三個步驟:
1)找出表示對象狀態的所有變數
2)對變數進行有效性約束
3)增加類的併發訪問策略
我在作者說的基礎上做了微調,讀起來更加容易理解。怎麼和代碼對應起來了,先來看一個普通的計數器類 Counter。
public class Counter {
private int value = 0;
public int getValue() {
return value;
}
public int increment() {
return ++value;
}
}
1)Counter 的狀態變數只有一個,就是 value。
2)value 的有效性是什麼呢,它最大不能超過 Integer.MAX_VALUE
,最小隻能為 0(計數嘛,總不能記成負數)。換句話說就是,value 的有效範圍是 0 ~ Integer.MAX_VALUE
。
public int increment() {
if (value == Integer.MAX_VALUE) {
throw new IllegalStateException("counter overflow");
}
return ++value;
}
3)增加類的併發訪問策略,直接上 synchronized。
public class Counter {
private int value = 0;
public synchronized int getValue() {
return value;
}
public synchronized int increment() {
if (value == Integer.MAX_VALUE) {
throw new IllegalStateException("counter overflow");
}
return ++value;
}
}
03、非線程安全的對象
之前我們談瞭如何設計一個線程安全的類。如果類是安全的,那麼它作為對象使用的時候就是線程安全的。但如果一個類不是線程安全的,它作為對象使用的時候怎麼保證是線程安全的呢?
作者提到了一個名詞叫做“封閉機制”:
1)把對象作為類的私有成員變數;
2)把對象作為方法內部的局部變數;
3)線程 A 把對象傳遞到 B 線程,而不是與線程 B 共用這個對象;
大家來看下麵這段代碼。
class StringList {
private List<String> myList = new ArrayList<>();
public synchronized void addString(String s) {
myList.add(s);
}
public synchronized void removeString(String s) {
myList.remove(s);
}
}
本身 ArrayList 不是線程安全的,但 myList 是私有的,訪問它的兩個方法 addString()
和 removeString()
都加了關鍵字 synchronized
,因此 myList 在使用的時候就變成了線程安全的對象,StringList 類就變成了一個線程安全的類——這種方式被稱作 Java 監視器模式:可變的狀態被封裝在一個類中,訪問它們只能通過加上鎖的方法。
查看 Vector 的源碼,你會發現,它之所以是線程安全的,就是採用的這種監視器模式
04、在已有的線程安全類上追加功能
假如現在有一個線程安全的類,比如之前提到的 StringList,它包含了大多數我們需要的功能,但還不夠,那麼怎麼確保我們追加的功能不破壞原有的線程安全性呢?
最直接的方法當然是修改源碼,假如源碼掌握在我們自己手裡的話。
class StringList {
private List<String> myList = new ArrayList<>();
public synchronized void addString(String s) {
myList.add(s);
}
public synchronized void addIfNotExist(String s) {
boolean isExist = myList.contains(s);
if (!isExist) {
myList.add(s);
}
}
}
我們新增了一個 addIfNotExist()
方法:如果字元串 s 還沒有添加到 List 當中,就添加一個。
新增的方法沒有破壞 StringList 的線程安全性,因為當兩個線程同時執行 addIfNotExist()
方法時,需要經過 synchronized
把守的這道大門。
但很多時候,我們無法直接修改源碼,這時候就只好在原來的基礎上進行改造。大家聽過之前的“紅芯”瀏覽器嗎?在谷歌瀏覽器的內核上裹了一層層皇帝的新衣。
class StringList {
protected List<String> myList = new ArrayList<>();
public synchronized void addString(String s) {
myList.add(s);
}
}
public class NewStringList extends StringList {
public synchronized void addIfNotExist(String s) {
boolean isExist = myList.contains(s);
if (!isExist) {
myList.add(s);
}
}
}
新建一個類 NewStringList,繼承自 StringList,然後在 NewStringList 中新增一個方法 addIfNotExist()
。當然了,這樣做的前提是父類中的 myList 是 protected 而不是 private 的。因此,這種做法不具有普適性。
05、最後
站在我的角度來看,《Java 併發編程實戰》的第四章“對象的組合”寫得爛透了。導致我在寫這篇文章的時候感覺到萬分的痛苦。希望下一章不要寫的這麼爛。
上一篇:Java 併發編程(三):如何保證共用變數的可見性?
上上上篇:Java 併發編程(一):入門篇
謝謝大家的閱讀,原創不易,喜歡就點個贊,這將是我最強的寫作動力。如果你覺得文章對你有所幫助,也蠻有趣的,就微信搜索「沉默王二」,關註後回覆關鍵字《Java 併發編程實戰》,即可獲取該書的電子版(推薦購買紙質書)。