Effective Java 笔记（十二）

相关读书笔记列表

NO.48 对共享可变数据的同步访问
　　同步，不仅可以阻止一个线程看到对象处于不一致的状态中，它还可以保证通过一系列看似顺序执行的状态转变序列，对象从一种一致的状态变迁到另一种一致的状态。
　　synchronized关键字可以保证在同一时刻，只有一个线程在执行一条语句，或者一段代码块。java语言保证读或写一个变量是原子的，除非这个变量的类型是long或double.
　　java的内存模型决定，为了在线程之间可靠地通信，以及为了互斥访问，对原子数据的读写进行同步是需要的。看一个可怕的例子：

//Broken - require synchronization!
private static int nextSerialNumber=0;
public static int generateSerialNumber(){
   return nextSerialNumber++;
}

　　对其改进，只需要在generateSerialNumber的声明中增加synchronized修饰符即可。
　　为了终止一个线程，一种推荐的做法是让线程轮询某个域，该域的值如果发生变化，就表明此线程就应该终止自己。下面的例子就是这个思路，但在同步出了问题。

//Broken - requires synchronization
public class StoppableThread extends Thread{
private boolean stopRequested=false;
public void run(){
  boolean done=false;
  while(!stopRequested && !done){
     ...//do what needs to be done in the thread
   }
}
public void requestStop(){
   stopRequested=true;
  }
}

　　对其改进如下：

//Properly synchronized cooperative thread temination
public class StoppableThread extends Thread{
private boolean stopRequested=false;
public void run(){
  boolean done=false;
  while(!stopRequested() && !done){
   ...//do what needs to be done in the thread
  }
}
public synchronized void requestStop(){
  stopRequested=true;
}
private synchronized boolean stopRequested(){
  return stopRequested;
 }
}

　　另一种改进是，将stopRequested声明为volatile，则同步可以省略。
　　再来看迟缓初始化(lazy initialization)问题，双重访问模式并不一定都能正常工作，除非被共享的变量包含一个原语值。看例子：

//The double-check idion fro lazy initialization - broken!
private static Foo foo=null;
public static Foo getFoo(){
  if (foo==null){
    synchronized(Foo.class){
    if(foo==null)foo=new Foo();
    }
  }
  return foo;
}

　　最容易的修改是省去迟缓初始化：

//normal static initialization (not lazy)
private static finall Foo foo=new Foo();
public static Foo getFoo(){
   return foo;
}

　　或者使用正确的同步方法，但可能增加少许的同步开销：

//properly synchronized lazy initialization
private static Foo foo=null;
public static synchronized Foo getFoo(){
  if(foo==null)foo=new Foo();
  return foo;
}

　　按需初始化容器模式也不错，但是它只能用于静态域，不能用于实例域。

//The initialize-on-demand holder class idiom
private static class FooHolder(){
   static final Foo foo=new Foo();
}
public static Foo getFoo(){ return FooHolder.foo;}

　　简而言之，无论何时当多个线程共享可变数据的时候，每个读或写数据的线程必须获得一把锁。如果没有同步，则一个线程所做的修改就无法保证被另一个线程所观察到。


NO.51 不要依赖于线程调度器
　　不能让应用程序的正确性依赖于线程调度器。否则，结果得到的应用程序既不健壮也不具有可移植性。作为一个推论，不要依赖Thread.yield或者线程优先级。这些设施都只是影响到调度器，它们可以被用来提高一个已经能够正常工作的系统的服务质量，但永远不应用来“修正”一个原本并不能工作的程序。
　　编写健壮的、响应良好的、可移植的多线程应用程序的最好办法是，尽可能确保在任何给定时刻只有少量的可运行线程。这种办法采用的主要技术是，让每个线程做少量的工作，然后使用Object.Wait等待某个条件发生，或者使用Thread.sleep睡眠一段时间。


NO.52 线程安全性的文档化
　　每个类都应该清楚地在文档中说明它的线程安全属性。在一个方法的声明中出现synchronized修饰符，这是一个实现细节，并不是导出的API文档的一部分。
　　一个类为了可被多个线程安全地使用，必须在文档中清楚地说明它所支持的线程安全性级别。
非可变性(immutable)-这个类的实例对于其它客户而言是不变的，不需要外部的同步。参见13条。
线程程安全的(thread-safe)-这个类的实例是可变的，但是所有的地方都包含足够的同步手段，这些实例可以被并发使用无需外部同步。
有条件的线程安全(conditionally thread-safe)-这个类(或关联的类)包含有某些方法，它们必须被顺序调用，而不能受到其它线程的干扰，除此之外，这种线程安全级别与上一种情形相同。为了消除被其他线程干扰的可能性，客户在执行此方法序列期间，必须获得一把适当的锁。如HashTable或Vector，它们的迭代器要求外部同步。如：

Hashtable h=...;
synchronized(h){
   for(Enumeration e=h.keys();e.hasMoreElements();)
   f(e.nextElement());
}

线程兼容的(thread-compatible)-在每个方法调用的外围使用外部同步，此时这个类的实例可以被安全的并发使用。如ArrayList或HashMap
线程对立的(thread-hostile)这个类不能安全地被多个线程并发使用，即使所有的方法调用都被外部同步包围。通常情况下，线程对立的根源在于，这个类的方法要修改静态数据，而这些静态数据可能会影响到其它的线程。
　　对于有条件的线程安全类，在文档中指明“为了允许方法调用序列以原子方式执行，哪一个对象应被锁住”.


NO.53 避免使用线程组
　　除了线程、锁和监视器之外，线程系统还提供了一个基本的抽象，即线程组(thread-group)。然而线程组并没有提供太多有用的功能。
　　一个例外是，当线程组中的一个线程抛出一个未被捕获的异常时，ThreadGroup.uncaughtException方法会被自动调用。“执行环境”使用这个方法，以便用适当的方式来响应未被捕获的异常。


NO.54 保护性地编写readObject方法
　　编写一个类的readObject方法，相当于编写一个公有的构造函数，无论给它传递一个什么样的字节流，它都必须产生一个有效的实例。下面是缩写健壮的readObject方法的指导原则：
①对于对象引用域必须保持为私有的类，对“将被保存到这些域中的对象”进行保护性拷贝。非可变类的可变组件就属于这一类别。
②对于具有约束条件的类，一定要检查约束条件是否满足，如果不满足的话，则抛出一个InvalidObjectException异常。这些检查应跟在所有的保护性拷贝之后。
③如果在对象图被反序列化之后，整个对象图必须都是有效的，则应该使用ObjectInputValidation接口。
④无论是直接方式还是间接方式，都不要调用类中可被改写的方法。
⑤readResolve方法有可能取被用来替代保护性的readObject方法。
　　不严格地说，readObject是一个“用字节流作为唯一参数”的构造函数。当面对一个人工伪造的字节流的时候，readObject产生的对象会违反它所属的类的约束条件。初步的方法，是在readObject方法进行约束性检查，如下例：

private void readObject(OjbectInputStream s) throws IOException, ClassNotFoundException{
   s.defaultReadObject();
   //Check that our invariants are satisfied
   if(start.compareTo(end)>0) throw new InvalidObjectException(start+" after "+ end);
}

　　对上述的防范仍可进行攻击：伪造一个字节流，这个字节流以一个有效的Period实例所产生的字节流作为开始，然后附加上两个额外的引用，指向 Period实例中的两个内部私有Date域，攻击者通过引用攻击内部域。所以，当一个对象被反序列化的时候，对于客户不应该拥有的对象引用，如果哪个域包含了这样的对象引用，则必须要做保护性拷贝，这是非常重要的。如下例：

private void readObject(ObjectInputStream s) throws IOException, ClassNotFoundException{
   s.defaultReadObject();
   start=new Date(start.getTime());
   end=new Date(end.getTime());
   if(start.compareTo(end)>0) throw new InvlaidObjectException(start+" after "+end);
}

NO.57 必要时提供一个readResolve方法
　　无论是 singleton，或是其他实例受控(instance-controlled)的类，必须使用readResolve方法来保护“实例－控制的约束 ”。从本质上来讲，readResovle方法把一个readObject方法从一个事实上的公有构造函数变成一个事实上的公有静态工厂。对于那些禁止包外继承的类而言，readResolve方法作为保护性的readObject方法的一种替代，也是非常有用的。
　　如下sigleton类：

public class Elvis{
   public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
   private Elvis(){
      ...
   }
   ...//remainder omitted
}

　　如果Elvis实例序列化接口，则下面的readResolve方法足以保证它的sigleton属性。

private Object readResolve() throws ObjectStreamException{
     //return the one true elvis and let the GC take care of the Elvis impersonator
     return INSTANCE;
}

　　不仅仅对于singleton对象是必要的，readResolve方法对于所有其它的实例受控类(如类型安全枚举类型)也是必需的。
　　readResolve方法的第二个用法是，就像在第56条建议的那样，作为保护性的readObject方法的一种保守的替代选择。此时，第56条中的readObject方法可以下例的例子替代：

//the defensive readResolve idiom
private Object readResolve() throws ObjectStreamException(){
   return new Period(start,end);
}

　　对于那些允许继承的类，readResolve方法可能无法替代保护性的readObject方法。如果超类的readResolve方法是final 的，则使得子类实例无法被正常地反序列化。如果超类的readResolve方法是可改写的，则恶意的子类可能会用一个方法改写它，该方法返回一个受损的实例。

结束语：花了好几个月断断续续地把这本书看完了，期间做了好几个项目，忙了一段时间，看书的进度有些拖延，现在看之前整理的笔记都有点遗忘了，不过没关系，以后可以返回去看看，温故而知新嘛。。。