什么是发布对象
使一个对象能够被当前范围之外的代码所使用
什么是对象逸出
一种错误的发布。当一个对象还没有构造完成时，就使它被当前线程所见。
我们先看一个不安全发布的对象
public class UnsafePublish {
private String[] states = {"a", "b", "c"};
public String[] getStates() {
return states;
}
public static void main(String[] args) {
UnsafePublish unsafePublish = new UnsafePublish();
log.info("{}", Arrays.toString(unsafePublish.getStates()));
unsafePublish.getStates()[0] = "d";
log.info("{}", Arrays.toString(unsafePublish.getStates()));
}
}
如果多个线程访问UnsafePublish中的states ，修改查询，其里面的状态都会出现不确定性。
在看一个对象逸出的例子
public class Escape {
private int thisCanBeEscape = 0;
public Escape () {
new InnerClass();
}
private class InnerClass {
public InnerClass() {
log.info("{}", Escape.this.thisCanBeEscape);
}
}
public static void main(String[] args) {
new Escape();
}
}
那么如何安全发布对象呢？
- 在静态初始化函数中初始化一个对象引用
- 将对象的引用保存到volatile类型域或者AtomicReference对象中
- 将对象的引用保存到某个正确构造对象的final类型域中
- 将对象的引用保存到一个由锁保护的域中
在静态初始化函数中初始化一个对象引用
我们用一个单例模式来讲解
/**
* 懒汉模式
* 单例实例在第一次使用时进行创建
*/
@NotThreadSafe
public class SingletonExample1 {
// 私有构造函数
private SingletonExample1() {
}
// 单例对象
private static SingletonExample1 instance = null;
// 静态的工厂方法
public static SingletonExample1 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new SingletonExample1();
}
return instance;
}
}
这是一种线程不安全的方式，换成饿汉模式。
/**
* 饿汉模式
* 单例实例在类装载时进行创建
*/
@ThreadSafe
public class SingletonExample2 {
// 私有构造函数
private SingletonExample2() {
}
// 单例对象
private static SingletonExample2 instance = new SingletonExample2();
// 静态的工厂方法
public static SingletonExample2 getInstance() {
return instance;
}
}
如果一定要懒汉模式呢？换成一个看似比较正确的方法，但实际上是不安全的方法，具体的问题已经在注释中写明了。
@NotThreadSafe
public class SingletonExample4 {
// 私有构造函数
private SingletonExample4() {
}
// 1、memory = allocate() 分配对象的内存空间
// 2、ctorInstance() 初始化对象
// 3、instance = memory 设置instance指向刚分配的内存
// JVM和cpu优化，发生了指令重排
// 1、memory = allocate() 分配对象的内存空间
// 3、instance = memory 设置instance指向刚分配的内存
// 2、ctorInstance() 初始化对象
// 单例对象
private static SingletonExample4 instance = null;
// 静态的工厂方法
public static SingletonExample4 getInstance() {
if (instance == null) { // 双重检测机制 // B
synchronized (SingletonExample4.class) { // 同步锁
if (instance == null) {
instance = new SingletonExample4(); // A - 3
}
}
}
return instance;
}
}
卖了这么久的关子，还是上一个正确的方式：
@ThreadSafe
public class SingletonExample5 {
// 私有构造函数
private SingletonExample5() {
}
// 1、memory = allocate() 分配对象的内存空间
// 2、ctorInstance() 初始化对象
// 3、instance = memory 设置instance指向刚分配的内存
// 单例对象 volatile + 双重检测机制 -> 禁止指令重排
private volatile static SingletonExample5 instance = null;
// 静态的工厂方法
public static SingletonExample5 getInstance() {
if (instance == null) { // 双重检测机制 // B
synchronized (SingletonExample5.class) { // 同步锁
if (instance == null) {
instance = new SingletonExample5(); // A - 3
}
}
}
return instance;
}
}
最最推荐的一种方式,使用枚举：
/**
* 枚举模式：最安全
*/
@ThreadSafe
@Recommend
public class SingletonExample7 {
// 私有构造函数
private SingletonExample7() {
}
public static SingletonExample7 getInstance() {
return Singleton.INSTANCE.getInstance();
}
private enum Singleton {
INSTANCE;
private SingletonExample7 singleton;
// JVM保证这个方法绝对只调用一次
Singleton() {
singleton = new SingletonExample7();
}
public SingletonExample7 getInstance() {
return singleton;
}
}
}
线程封闭：
- Ad-hoc线程封闭：程序控制实现
- 堆栈封闭：局部变量，无并发问题
- ThreadLocal线程封闭：特别好的封闭方法
同步容器：
image.png
同步容器并不代表是线程安全的，比如vector也可能出现两个线程访问的时候，数组越界：
@NotThreadSafe
public class VectorExample2 {
private static Vector<Integer> vector = new Vector<>();
public static void main(String[] args) {
while (true) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
vector.add(i);
}
Thread thread1 = new Thread() {
public void run() {
for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {
vector.remove(i);
}
}
};
Thread thread2 = new Thread() {
public void run() {
for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {
vector.get(i);
}
}
};
thread1.start();
thread2.start();
}
}
}
此外同步容器在做删除元素时，如果使用不当也会抛异常：
public class VectorExample3 {
// java.util.ConcurrentModificationException
private static void test1(Vector<Integer> v1) { // foreach
for(Integer i : v1) {
if (i.equals(3)) {
v1.remove(i);
}
}
}
// java.util.ConcurrentModificationException
private static void test2(Vector<Integer> v1) { // iterator
Iterator<Integer> iterator = v1.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Integer i = iterator.next();
if (i.equals(3)) {
v1.remove(i);
}
}
}
// success
private static void test3(Vector<Integer> v1) { // for
for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
if (v1.get(i).equals(3)) {
v1.remove(i);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Vector<Integer> vector = new Vector<>();
vector.add(1);
vector.add(2);
vector.add(3);
test1(vector);
}
}
