不可变对象

不可变对象

• 有一种对象只要发布了就是安全的，这就是不可变对象，最典型的例子就是String类的对象；
• 不可变对象是解决并发问题的一种思路；

不可变对象需要满足的条件

• 对象创建以后其状态就不能修改；
• 对象所有的域都是final类型；
• 对象是正确创建的（在对象创建期间，this引用没有溢出）；

实现不可变对象的手段

• 将类声明为final；
• 将所有成员声明为私有的；
• 对变量不提供setter方法；
• 将所有可变的成员声明为final；
• 通过构造器初始化所有成员；
• 进行深度拷贝；
• 在getter方法中不返回对象本身，而是克隆对象，返回对象的拷贝；

final关键字

• 修饰类，类不能被继承，final类中的所有成员方法都会被隐式的声明为final方法，尽量不要将类设计为final类；
• 修饰方法：锁定方法不被继承类修改，一个类的private方法会隐式的被指定为final方法；
• 修饰变量
  • 修饰基本类型变量：变量值在初始化之后就不能修改了；
  • 修饰引用型变量：对其初始化之后便不能再将它指向另外的对象，但是可以允许修改里面的值；
  • 修饰基本类型的方法参数：在方法中也不允许修改；

其他实现不可变对象的手段

Collections.unmodifiableXXX

• Collections.unmodifiableXXX: Collection, List, Set, Map...，只需将自己写的相应对象传入相应方法，示例如下：
• 其实现思想是：新建一个类UnmodifiableMap，然后把Map的初始值复制进去，对于Map接口定义的其他方法，其实现就是抛出异常；

import com.example.concurrency.annotations.ThreadSafe;
import com.google.common.collect.Maps;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.Collections;
import java.util.Map;

@Slf4j
@ThreadSafe
public class ImmutableExample2 {

    private static Map map = Maps.newHashMap();

    static {
        map.put(1, 2);
        map.put(3, 4);
        map.put(5, 6);
        map = Collections.unmodifiableMap(map);
    }

    public static void main(String[] args) {
        map.put(1, 3);
        log.info("{}", map.get(1));
    }

}

输出：

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at java.util.Collections$UnmodifiableMap.put(Collections.java:1457)
at com.example.concurrency.example.immutable.ImmutableExample2.main(ImmutableExample2.java:24)

Guava：ImmbutaleXXX

• 示例如下：

import com.example.concurrency.annotations.ThreadSafe;
import com.google.common.collect.ImmutableList;
import com.google.common.collect.ImmutableMap;
import com.google.common.collect.ImmutableSet;

@ThreadSafe
public class ImmutableExample3 {

    private final static ImmutableList list = ImmutableList.of(1, 2, 3);

    private final static ImmutableSet set = ImmutableSet.copyOf(list);

    private final static ImmutableMap map = ImmutableMap.of(1, 2, 3, 4);

    private final static ImmutableMap map2 = ImmutableMap.builder()
            .put(1, 2).put(3, 4).put(5, 6).build();


    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(map2.get(3));
    }

}

安全共享对象策略 - 总结

• 线程限制：一个被线层限制的对象，由线程独占，并且只能被占有它的线程修改；
• 共享只读：一个共享只读的对象，在没有额外同步的情况下，可以被多个线程并发访问，但是任何线程都不能修改它；
• 线程安全对象：一个线程安全的对象或者容器，在内部通过同步机制来保证线程安全，所以其他线程无需额外的同步就可以通过公共接口随意访问它；
• 被守护对象：被守护对象只能通过获取特定的锁来访问；