java並發編程實戰：第四章----對象的組合

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一、設計安全執行緒的類

• 找出構造對象狀態的所有變數（若變數為參考型別，還包括引用對象中的域）
• 約束狀態變數的不變性條件
• 建立對象狀態的並發訪問管理原則（規定了如何維護執行緒安全性）

1、收集同步需求（找出複合操作、多個變數遵循原子性的操作等）

2、依賴狀態的操作（找出操作是否基於先驗條件，例：取出當隊列不為空白）

3、狀態的所有權（對象被哪些線程所有，哪些線程可以操作對象）

 

二、執行個體封閉

將資料封裝在對象內部，可以將資料的訪問限制在對象的方法上，確保簡單正確的持有鎖。（因為無需觀察整個程式，只需檢查當前類）

Java提供封裝器對ArrayList、HashMap等容器物件提供安全執行緒保護

1、Java監視器模式：把對象的所有可變狀態封裝起來，並使用對象的內建鎖保護

使用私人鎖而不是內建鎖的優點：（private final Object myLock = new Object();） 

• 私人鎖可以將鎖封裝起來，客戶代碼無法得到鎖
• 客戶可以通過公有方法來訪問鎖，以便參與到同步策略中去。

2、執行個體：基於監視器模式的車輛追蹤

MutablePoint不一定是安全執行緒的，但該類一定是安全執行緒的，因為它包含的Map對象與Map中的Point對象都未曾發布，並且滿足執行個體封閉。

 

三、執行緒安全性的委託

通過多個安全執行緒的類組成的類不一定是安全執行緒的

委託：通過委託類的執行緒安全性判斷被委託類的執行緒安全性

1、委託給單個安全執行緒狀態變數可以保證執行緒安全性

2、委託給多個相互獨立的安全執行緒狀態變數可以保證執行緒安全性

3、如果類包含多個安全執行緒狀態變數的符合操作，則無法保證執行緒安全性，可以通過加鎖機制保證

4、發布：如果一個狀態變數是安全執行緒的，並且沒有不變性條件約束它（例：大於0），在變數操作上沒有不允許的狀態轉換，則可以安全發布

5、安全發布底層狀態的安全執行緒類

 

 1 @ThreadSafe 2 public class PublishingVehicleTracker { 3     private final Map<String, SafePoint> locations; 4     private final Map<String, SafePoint> unmodifiableMap; 5  6     public PublishingVehicleTracker(Map<String, SafePoint> locations) { 7         this.locations = new ConcurrentHashMap<String, SafePoint>(locations); 8         this.unmodifiableMap = Collections.unmodifiableMap(this.locations); 9     }10 11     public Map<String, SafePoint> getLocations() {12         return unmodifiableMap;13     }14 15     public SafePoint getLocation(String id) {16         return locations.get(id);17     }18 19     public void setLocation(String id, int x, int y) {20         if (!locations.containsKey(id))21             throw new IllegalArgumentException("invalid vehicle name: " + id);22         locations.get(id).set(x, y);23     }24 }

 

 

四、現有的安全執行緒類中添加功能

例：在Vector中添加”若沒有則添加“功能，可以使用拓展的辦法，BetterVector繼承至Vector並對該符合操作通過同步機制增加原子性

1、用戶端加鎖機制

　　使用某個對象的代碼時必須使用該對象本身用於保護其狀態的鎖，不推薦（同步的實現被分到兩個不相關的類中）

當沒有使用同一個鎖，不足以提供安全執行緒保護：

2、組合

ImprovedList將List的操作委託給底層的list執行個體來操作，並通過自身的內建鎖增加一層額外的加鎖，同時添加了新的同步方法。

 

五、將同步策略文檔化

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