<java并发编程实战>学习一

xiaoqibTn 发布于2019-08-16 17:06 / 2590人阅读

摘要：无状态的是线程安全的，当无状态变为有状态时就是不安全的破坏了线程的安全性，非原子性操作竞态条件在并发编程中，由于不恰当的执行时序而出现的不正确结果是一种非常重要的情况，被称之为竞态条件。重入意味着获取锁的操作的粒度是线程，而不是调用。

这本书的内容是什么？

   本书提供了各种实用的设计规则，用于帮助开发人员创建安全的和高性能的并发类。

什么类是线程安全的？

    当多个线程访问某个类时，这个类始终都能表现出正确的行为，那么就称这个类是线程安全的。

无状态的sevlet是线程安全的，当无状态变为有状态时就是不安全的

@NotThreadSafe
public class UnsafeCountingFactorizer extends GenericServlet implements Servlet {
    private long count = 0;

    public long getCount() {
        return count;
    }

    public void service(ServletRequest req, ServletResponse resp) {
        BigInteger i = extractFromRequest(req);
        BigInteger[] factors = factor(i);
        ++count;//破坏了线程的安全性 ，非原子性操作
        encodeIntoResponse(resp, factors);
    }

    void encodeIntoResponse(ServletResponse res, BigInteger[] factors) {
    }

    BigInteger extractFromRequest(ServletRequest req) {
        return new BigInteger("7");
    }

    BigInteger[] factor(BigInteger i) {
        // Doesn"t really factor
        return new BigInteger[] { i };
    }
}

竞态条件（Race Condition）

  在并发编程中，由于不恰当的执行时序而出现的不正确结果是一种非常重要的情况，被称之为竞态条件。 
  1）当某个计算结果的正确性取决于多线程的交替执行时序是，那么就会出现竞态条件。换句话说，那就是正确的结果取决于运气。
  2）竞态条件的本质——基于可能失效的观察结果来做出判断或者执行某个计算。
  这类竞态条件被称之为“先检查后执行”。
  下面是一种常见情况，延迟初始化。
    @NotThreadSafe
    public class LazyInitRace {
        private ExpensiveObject instance = null;
    
        public ExpensiveObject getInstance() {
            if (instance == null)
                instance = new ExpensiveObject();
            return instance;
        }
    }
    class ExpensiveObject { }

复合操作

 UnsafeCountingFactorizer 和 LazyInitRace  都包含一组需要以原子方式执行（或者说不可分割）的操作。

加锁机制

类似AtomicLong的AtomicRreference来管理因数分解的数值及分解结果？ 

 // 这个方法不正确，尽管这些原子引用本身都是现成安全的，但是组合在一起就不是线程安全的了。 
 //存在lastNumber和lastFactors没有同时更新的情况
 @NotThreadSafe
    public class UnsafeCachingFactorizer extends GenericServlet implements Servlet {
        private final AtomicReference lastNumber
                = new AtomicReference();
        private final AtomicReference lastFactors
                = new AtomicReference();
    
        public void service(ServletRequest req, ServletResponse resp) {
            BigInteger i = extractFromRequest(req);
            if (i.equals(lastNumber.get()))
                encodeIntoResponse(resp, lastFactors.get());
            else {
                BigInteger[] factors = factor(i);
                lastNumber.set(i);
                lastFactors.set(factors);
                encodeIntoResponse(resp, factors);
            }
        }
    
        void encodeIntoResponse(ServletResponse resp, BigInteger[] factors) {
        }
    
        BigInteger extractFromRequest(ServletRequest req) {
            return new BigInteger("7");
        }
    
        BigInteger[] factor(BigInteger i) {
            // Doesn"t really factor
            return new BigInteger[]{i};
        }
    }


要保持状态一致性，就需要在单个原子操作中更新所有先关的状态变量。

内置锁

每个java对象都可以用做一个实现同步的锁，这些锁被称之为内置锁（Intrinsic lock）或监视器锁（Monitor Lock）。线程在进入同步代码块（Synchronized Block）之前会自动获得锁，并且在退出同步代码块时自动释放锁，而无论是通过正产的控制路径退出，还是通过从代码块中抛出异常退出。
获得锁的位移方法就是进入由这个锁保护的同步代码快或者方法。

@ThreadSafe
public class SynchronizedFactorizer extends GenericServlet implements Servlet {
    @GuardedBy("this") private BigInteger lastNumber;
    @GuardedBy("this") private BigInteger[] lastFactors;
    //同步方法 //并发性能太差，不推荐这么做
    public synchronized void service(ServletRequest req,
                                     ServletResponse resp) {
        BigInteger i = extractFromRequest(req);
        if (i.equals(lastNumber))
            encodeIntoResponse(resp, lastFactors);
        else {
            BigInteger[] factors = factor(i);
            lastNumber = i;
            lastFactors = factors;
            encodeIntoResponse(resp, factors);
        }
    }

    void encodeIntoResponse(ServletResponse resp, BigInteger[] factors) {
    }

    BigInteger extractFromRequest(ServletRequest req) {
        return new BigInteger("7");
    }

    BigInteger[] factor(BigInteger i) {
        // Doesn"t really factor
        return new BigInteger[] { i };
    }
}

重入

如果某个线程试图获得一个已经由他自己持有的锁，那么这个请求就会成功。
“重入”意味着获取锁的操作的粒度是“线程”，而不是“调用”。

用锁来保护状态

注意两点：

1 通常，在简单性与性能之间存在着某种互相制约因素。当实现某个同步策略时，一定不要盲目地为了性能而牺牲简单性。
2 当执行时间较长的计算或者可能无法快速完成的操作时（例如，网络I/O操作或者控制台I/O），一定不要持有锁。

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