Java面向对象在软件重用和体系结构中的应用 - 编程入门网

近年来，许多面向对象并发编程的方案被提出，可归纳为3种不同方法：

1.设计全新的并发面向对象语言；

2.扩展现存的顺序面向对象语言；

3.使用现有的顺序面向对象语言，通过外部库提供并发抽象。

并发类库正成为并发面向对象技术中最为重要的方法。这种方法的优点是不需要修改原有顺序面向对象语言，保留原有编程方法，可以更好地利用面向对象技术中的一些特性，用户容易接受。

为了在面向对象模型中引进并发机制，并发类库的设计必须能与对象模型中一些现有的特性有机结合，为面向对象程序设计语言扩展描述系统并发行为的能力。此外，这种方法一般还需要某种底层特殊软件(运行支撑系统)的支持，并将支撑系统的复杂性全部隐藏在类库中。

顺序对象模型由一组被动的对象构成。系统的执行行为是，外界激活其某个对象的某个方法，该方法的执行中向系统中其他对象发送消息，从而激活这些对象的方法的执行。这里的消息发送就是过程调用，即消息发送者必须等到消息接受者的相应方法执行完毕，才能继续执行下去，整个系统只有一个执行线程(Thread)。

在面向对象的并发模型中，可并发执行的基本单位是对象，称为并发对象。与普通对象不同的，并发对象具有自己的控制线索和独立的地址空间，多个并发对象可以并发运行，通过方法(消息传递)请求相互作用。目前存在两种构造并发对象的典型方案：

1.采用异步消息发送。即一个对象向另一个对象发送消息后，前者不必等待后者处理消息即可继续执行下去，后者则对消息进行缓存;

2.对象可以有一个体(Body)，一旦对象被创建，这个体就开始执行。

在方案1中，由异步消息发送产生新的执行线程，从而引起系统的并发。由于采用异步消息发送，必须提供今后如何取得返回值的设施。异步消息发送的不足之处在于：它使得程序的行为难以把握，不利于对程序的推理(Reasoning)。

方案2通过创建新对象产生新的执行线程，在对象体执行的同时，对象还可以接收和发送消息，消息发送可采用同步方式，但应允许对象内部的并发，否则容易造成死锁。

处于并发环境中的对象，随时都会面临环境对其方法的并发调用。为了保证对象状态的一致性与完整性，必须对方法的并发调用加以同步控制。同步控制可以由消息发送者执行，也可以由消息接受者执行。但是，若同步控制仅由消息发送者执行，当消息发送者由于种种原因没有进行同步控制时，将会产生对消息接受者方法的并发调用，造成消息接受者内部状态的不一致与不完整。因此，消息接受者本身必须提供同步控制。

并发对象的同步控制可以分成两类：条件同步和互斥。条件同步是指对象在某种状态下只能接受某些消息；互斥是指当处于某种状态下的对象可以接受(处理)多个消息时，由于这些消息的处理都有可能使用对象的成员变量，如果让它们同时执行，就存在共享对象的成员变量问题，为了保证对象状态的完整性和一致性，这些方法必须互斥地使用共享变量。

如何在并发对象类中描述对象的同步控制，一般存在两种方式：集中控制和分散控制。

集中控制方式是把对象的同步控制放在对象(类)中某一个地方集中进行描述。这种方式要求设计者必须对对象的并发行为有整体的了解，还有可能带来继承异常,即在定义子类时，必须对父类的同步控制描述进行重定义，才能把新定义的方法考虑进来。

分散控制方式是把对象的并发控制描述分布到对象的各方法上。其中一种方案是在对象各方法的实现中进行同步控制，对象无条件地接收消息，在消息的处理方法中，根据对象目前的状态决定是等待还是继续执行。这种方案的不足之处在于：被挂起的方法往往使得对象处于一种不稳定状态，使得对象此时不适合于处理其他消息；并且当在子类中改变父类某方法的同步控制时，需对整个方法重定义。另一种方案是在对象类中给每个方

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