10、线程安全和不变性

只有当多个线程访问同一资源,并且一个或多个线程写入该资源时,才会出现竞态条件。如果多个线程读取同一资源,则不会出现竞态条件。

我们可以使共享对象不可变,以此来确保线程之间共享的对象不会被任何线程更新,从而保证线程安全。下面是一个例子:

public class ImmutableValue{
   
     

  private int value = 0;

  public ImmutableValue(int value){
   
     
    this.value = value;
  }

  public int getValue(){
   
     
    return this.value;
  }
}

注意下ImmutableValue实例的构造函数是如何传递value的。还要注意这里没有赋值方法。一旦创建了ImmutableValue实例,就不能更改其值。它是不可变的。但是你可以使用getValue()方法读取它的值。

如果需要对ImmutableValue实例执行操作,可以用操作的结果值返回一个新的实例来实现。下面是一个add操作的示例:

public class ImmutableValue{
   
     

  private int value = 0;

  public ImmutableValue(int value){
   
     
    this.value = value;
  }

  public int getValue(){
   
     
    return this.value;
  }

  
      public ImmutableValue add(int valueToAdd){
   
     
      return new ImmutableValue(this.value + valueToAdd);
      }
  
}

注意add()方法用加法操作的结果返回了一个新的ImmutableValue实例,而不是自己加上value。

引用不是线程安全的!

必须记住,即使一个对象是不可变的从而是线程安全的,该对象的引用也不一定是线程安全的。看看这个例子:

public class Calculator{
   
     
  private ImmutableValue currentValue = null;

  public ImmutableValue getValue(){
   
     
    return currentValue;
  }

  public void setValue(ImmutableValue newValue){
   
     
    this.currentValue = newValue;
  }

  public void add(int newValue){
   
     
    this.currentValue = this.currentValue.add(newValue);
  }
}

Calculator类保存了一个ImmutableValue实例的引用。请注意,它可以通过setValue()和add()方法更改该引用。因此,即使Calculator类在内部使用了不可变对象,它本身却不是不可变的,因此也不是线程安全的。换言之:ImmutableValue类是线程安全的,但使用它(的类或方法)却不是线程安全的。当试图通过不变性实现线程安全时,需要记住这一点。

为了使Calculator类线程安全,可以声明getValue()、setValue()和add()方法为synchronized,从而解决该问题。