安全发布对象

发布对象

定义：使一个对象能够被当前范围之外的代码所使用。

@Slf4j
@NotThreadSafe
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()));
   }
}

此处UnsafePublish中使用public域来发布了一个方法来访问私有域，但获取状态是线程不安全的，因为可能在获取的同时会有其它线程对states做了修改。

对象逸出

一种错误的发布，当一个对象还没有构造完成时，就使它被其它线程所见。

@Slf4j
@NotThreadSafe
@NotRecommend
public class Escape {
    private int thisCanBeEscape = 0;
    public Escape () {
        new InnerClass();
    }
    private class InnerClass {
        public InnerClass() {
            //此处使用的this是Escape还没有构造完成的对象
            log.info("{}", Escape.this.thisCanBeEscape);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Escape();
    }
}

发布安全对象的方式

1. 懒汉模式的单例

/**
 * 懒汉模式
 * 单例实例在第一次使用时进行创建(这种实现是线程不安全的)
 */
@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;
    }
}

单例实例在第一次使用时进行创建(这种实现是线程不安全的)，因为在多线程环境下可能会被创建出多个对象。这还不简单麽，加个synchronized不就安全了

/**
 * 懒汉模式
 * 单例实例在第一次使用时进行创建
 */
@ThreadSafe
@NotRecommend
public class SingletonExample3 {
    // 私有构造函数
    private SingletonExample3() {

    }
    // 单例对象
    private static SingletonExample3 instance = null;
    // 静态的工厂方法
    public static synchronized SingletonExample3 getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonExample3();
        }
        return instance;
    }
}

此时我们将获取对象方法变成同步方法，虽然保证了能获取到唯一的对象实例，但是这种方式性能开销太大，每一个线程都有一个试图去获取同步锁的过程。而众所周知，加锁是很耗时的。能避免则避免。我们脑海中是不是闪现出了同步代码块这一手段呢?也就是我们常说的双重检测单例模式

/**
 * 懒汉模式 -》 双重同步锁单例模式
 * 单例实例在第一次使用时进行创建
 */
@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;
   //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 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;
    }
}

2. 饿汉模式单例

/**
 * 饿汉模式
 * 单例实例在类装载时进行创建(线程安全的)
 * 不足：
 * 1.如果构造函数中有过多初始化处理，会造成性能的下降
 * 2.如果没有地方使用的话会造成资源的浪费
 * 
 */
@ThreadSafe
public class SingletonExample2 {
    // 私有构造函数
    private SingletonExample2() {

    }
    // 方法1：静态域创建单例对象
    private static SingletonExample2 instance = new SingletonExample2();
    //方法2：静态块创建单例对象
    /**
      instance = null;
      static{
        instance = new SingletonExample2();
      }
    **/
    // 静态的工厂方法
    public static SingletonExample2 getInstance() {
        return instance;
    }
}

3. 枚举实现单例模式(最安全)

/**
 * 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;
        }
    }
}

安全发布对象的方式

• 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。