java并发编程实践学习（2）--对象的组合

亦凉 2022-07-16 07:29 185阅读 0赞

*  先验条件（Precondition）：某些方法包含基于状态的先验条件。例如，不能从空队列中移除一个元素，在删除元素前队列必须处于非空状态。基于状态的先验条件的操作成为依赖状态操作。
 *  在单线程中，如果某操作无法满足先验条件，就只能失败，但在并发程序中先验条件可能会由于其他线程执行的操作而变成真。
 *  java中等待某个条件为真的各种内置机制（包括等待和通知机制）都与内置加锁紧密关联。
 *  所有权和封装性总是相关联的：对象封装它拥有的所有权，对象对它的封装的状态拥有所有权。
 *  发布了某个可变对象的引用，那就不再拥有独占的控制权。
 *  容器类通常表现出一种“所有权分离”的形式。
 *  ## 4.1设计线程安全的类 ##
    
    在设计线程安全类的过程中，需要包含以下三个基本要素：
    
    >  *  找出构成对象状态的所有变量
    >  *  找出约束状态变量的不可变性条件
    >  *  建立对象状态的并发访问管理策略
    
    ##  4.3委托给线程安全的类 ##
    
    可以将共享资源委托给一个线程安全的类。比如ConcurrentHashMap，copyOnWriteArrayList.
    
    > 如果一个类时由多个独立且线程安全的状态变量组成，并且在所有的操作中都不包含无效状态转换，那么可以将线程安全性委托给底层状态变量。
    
    下面是一个监控车辆位置的实例。其中Point是线程安全不可变的类。
    
        /**
         * 不可变
         */
        @Immutable
        class Point{
            public final int x,y;
        
            Point(int x,int y ) {
                this.x = x;
                this.y = y;
            }
        }
        
        /**
         * 委托给线程安全类的车辆追踪器
         */
        @ThreadSafe
        class DelegatingVehicleTracker{
            private final ConcurrentHashMap<String,Point> locations;
            private final Map<String,Point> unmodifiableMap;
        
           public  DelegatingVehicleTracker(Map<String,Point> points) {
                this.locations = new ConcurrentHashMap<>(points);
                this.unmodifiableMap = Collections.unmodifiableMap(locations);
            }
        
            public Map<String,Point> getLocations(){
                return unmodifiableMap;
            }
        
            public Point getLocation(String id){
                return locations.get(id);
            }
        
            public void setLocation(String id,int x,int y){
                if(locations.replace(id,new Point(x,y)) == null){
                    throw new IllegalArgumentException("invalid vehicle name:"+id);
                }
            }
        }
    
    > 　　如果一个状态变量是线程安全的，并且没有任何不变性条件来约束它的值，在变量的操作上也不存在任何不允许的状态转换，那么就可以安全地发布这个变量。
    
    同样是车辆追踪，我想要获取位置，还可以修改位置，安全性问题可以交给底层SafePoint：
    
        /**
         * 线程安全且可变的Point类
         */
        @ThreadSafe
        class SafePoint{
            @GuardedBy("this") private int x,y;
            private SafePoint(int[] a){
                this(a[0],a[1]);
            }
            public SafePoint(SafePoint p){
                this(p.get());
            }
            public SafePoint(int x,int y){
                this.x = x;
                this.y = y;
            }
            public synchronized int[] get(){
                return new int[] {x,y};
            }
            public synchronized void set(int x,int y){
                this.x =x;
                this.y = y;
            }
        }
        
        /**
         * 安全发布底层状态的车辆追踪器
         */
        @ThreadSafe
        class PublishingVehicleTracker{
            private final Map<String,SafePoint> locations;
            private final Map<String,SafePoint> unmodifiableMap;
        
            PublishingVehicleTracker(Map<String, SafePoint> locations, Map<String, SafePoint> unmodifiableMap) {
                this.locations = locations;
                this.unmodifiableMap = unmodifiableMap;
            }
        
            public Map<String,SafePoint> getLocations(){
                return unmodifiableMap;
            }
            public SafePoint getLocation(String id){
                return locations.get(id);
            }
            public void setLocation(String id,int x,int y){
                if (!locations.containsKey(id))
                    throw new IllegalArgumentException("invalid vehicle name:"+id);
                locations.get(id).set(x,y);
            }
        }
    
    ## 　　4.5将同步策略文档化 ##
    
    > 在文档中说明客户代码需要了解的线程安全性保证，以及代码维护人员需要了解的同步策略。
    
    synchronized,volatile或者任何一个线程安全类都对应于某种同步策略，用于在并发访问时确保数据的完整性。一定要在忘记之前记录下来。
    
    可以使用@GuardedBy("this")或者别的来注释锁。