Java并发编程发布与逸出

Posted 2020-10-16

 

"发布（Publish）"一个对象的意思指，使对象能够在作用域之外的代码中使用。

 

例如：

将一个指向该对象的引用保存到其他代码可以访问的地方

在一个非私有的方法中返回该引用

将引用传递到其他类的方法中

 

有时候要确保对象及其内部状态不被发布，但是某些情况下又需要发布。

 

如果在发布时要确保线程安全性，则可能需要同步。

 

发布内部状态可能会破坏封装性，并使得程序难以维持不变性条件。

 

比如在对象构造完成之前就发布该对象，就会破坏线程安全性。

 

 

当某个不应该被发布的对象被发布时，这种情况就叫做"逸出"。

 

逸出的例子：

 

public class PublishDemo {
    public static Set<Integer> intSet;
    
    public void initialize() {
        intSet = new HashSet<>();
    }
}

在发布某个对象的时候，可能会间接发布其他对象。比如上面代码中的不仅Set这个集合会被发布出去，Set中的Integer对象也会被发布出去。

 

public class UnsafeStates {
    private String[] states = new String[] {"AK", "47"};

    public String[] getStates() {
        return states;
    }
}

 

简而言之，就是本来一个人可以经手处理的事情，现在搞得n多个人都可以插上一手了，你说安全不安全。当某个对象逸出之后，必须要假设某个类或者线程会误用该对象。这正是需要封装的原因：封装能够使得对程序的正确性进行分析变得可能，并使得无意中破坏设计约束条件变得更难。

 

还有一种发布对象或其内部状态的机制就是发布一个内部的类实例。

public class PublishInnerClass {

    public PublishInnerClass(EventSource source) {
        source.registerListener(
            new EventListener() {
                public void onEvent(Event e) {
                    System.out.println("heheda");
                }
            }
        );
    }

    class EventSource {
        public void registerListener(EventListener eventListener) {
            // 暴露出去了
        }
    }
}

不要在构造过程中使this逸出。

 

在构造过程中使this引用逸出的一个常见错误是，在构造函数中启动一个线程。当对象在其构造函数中创建一个线程时，无论是显式创建（通过将它传递给构造函数）还是隐式创建（由于Thread或Runnable是该对象的一个内部类），this引用都会被新创建的线程共享。

 

在对象尚未完全构造之前，新的线程就可以看见她。在构造函数中创建线程并没有错误，但最好不要立即启动它，而是通过一个start或initialize方法启动。在构造函数中调用一个可改写的实例方法时（既不是私有方法，也不是终结方法），同样会导致this引用在构造过程中逸出。

 

新技能

 

如果想在构造函数中注册一个事件监听器或启动线程，那么可以使用一个私有构造函数和一个公共的工厂方法（Factory Method），从而避免不正确的构造过程。

 

public class SafeListener {
    private final EventListener listener;
    private SafeListener() {
        listener = new EventListener() {

            public void onEvent(Event e) {
                System.out.println("呵呵哒");
            }

        };
    }

    class EventSource {
        public void registerListener(EventListener listener) {

        }
    }

    public static SafeListener newInstance(EventSource source) {
        SafeListener safe = new SafeListener();
        source.registerListener(safe.listener);
        return safe;
    }
}

 

结论一：当注册的事件监听器监听到某一个事件发生时，会启用一个新的线程去执行相关的事情。（这个我们在代码中手动启动了一个线程来模拟，在没有监听器注册的时候，启动的线程会自动的阻塞！）
结论二：在外部内中初始化一个内部类的对象时，此内部类的对象保留了一个外部内对象的一个引用。这是java自带的一个机制，这在java中这种机制叫做"synthetic"。通过断点调试我们可以清晰的看到这种实现。