Java理论与实践: 描绘线程安全性

在 Joshua Bloch 的那本出色的 Effective Java Programming Language Guide(参阅 参考资料)一书中，第 52 项的标题为“Document Thread Safety” ，在其中他恳请开发人员准确地记录下类对线程安全性有哪些保证。就像 Bloch 书中的大多数建议一样，这也是一个反复提到、但很少实现的非常好的建议(就 像 Bloch 在其 Programming Puzzlers 谈话中说的“不要像我兄弟那样写代码 ”)。

有多少次您在 Javadoc 中查看一个类，并猜测“这个类是线程安全的吗？” 。由于缺少明确的记载，读者可能会对类的线程安全性做出不当的假设。也许他 们将非线程安全的类假定为线程安全的(这真的很糟！)，或者假设可以在调用一 个对象的方法之前同步对象以得到线程安全性(这可能是正确的，也可能还不够 ，最差的情况是，可能只会提供虚幻的线程安全性)。不管在什么情况下，最好 在文档中明确写明，在多个线程中共享类的实例时类的行为是怎样的。

看一个这种问题的一个例子， java.text.SimpleDateFormat 类不是线程安 全的，但是在 1.4 JDK 之前这并没有记录在 Javadoc 中。有多少开发人员错误 地创建了 SimpleDateFormat 的静态实例，并在多个线程中使用它，同时不知道 他们的程序在大负荷下是否能正确运行？不要对您的客户或者同事做这样的事情 ！

在忘记之前写下来(要不就离开公司)

一定要在第一次编写类的时候记录线程安全性 -- 在编写它的时候访问类线 程安全性需求和行为，要比在几个月后您(或者其他人)再回过头来看要容易得多 。永远也不会比在编写它时更清楚地了解在一个实现中所发生的情况。此外，在 编写类的时候记录线程安全性，可以使您对于线程安全性的最初想法得以保留， 因为维护者希望看到这个记录成为类的说明的一部分。

如果线程安全性是类的一个二元属性就好了，您只需要记录类是线程安全还 是线程不安全的。但是很不幸，它不是这么简单的。如果类不是线程安全的，是 否可以在每次访问这个类的对象时通过同步使它成为线程安全的呢？是否有操作 序列不能允许其他线程的介入，因而不仅需要对基本操作同步，而且对于复合操 作也要同步呢？在包含需要自动执行的一组操作的方法之间是否有状态依赖关系 呢？开发人员要在并发应用程序中使用一个类时需要掌握这些信息。

定义线程安全性

明确定义线程安全性出人意料地困难，大多数定义看上去完全是自我循环。 快速搜索一下 Google，可以找到以下关于线程安全代码的典型的、但是没有多 大帮助的定义(或者可以说是描述)：

...可以从多个编程线程中调用，无需线程之间不必要的交互。

...可以同时被多个线程调用，不需要调用一方有任何操作。

有这样的定义，就不奇怪我们对于线程安全性会感到如此迷惑。这些定义比 说“一个类在可以被多个线程安全调用时就是线程安全的”好不了多少，当然， 它的意义就是如此，但是它不能帮助我们区分一个线程安全的类与一个线程不安 全的类。安全的意义是什么呢？

实际上，所有线程安全的定义都有某种程序的循环，因为它必须符合类的规 格说明 -- 这是对类的功能、其副作用、哪些状态是有效和无效的、不可变量、 前置条件、后置条件等等的一种非正式的松散描述(由规格说明给出的对象状态 约束只应用于外部可见的状态，即那些可以通过调用其公共方法和访问其公共字 段看到的状态，而不应用于其私有字段中表示的内部状态)。

Java理论与实践: 描绘线程安全性(2)

线程安全性

类要成为线程安全的，首先必须在单线程环境中有正确的行为。如果一个类 实现正确(这是说它符合规格说明的另一种

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