Java并发编程与高并发解决方案--安全发布对象

Posted 2021-08-30 爱上口袋的天空

发布对象

使一个对象能够被当前范围之外的代码所使用

private String [] states = {"a", "b", "c"};

......

public static void main(String[] args) {
     a = new UnsafePushlish();

     log.info("输出修改前信息");    //结果为a , b , c

    a.getSates()[0] = "d";

     log.info("输出修改后信息");    //结果为d , b , c

}

 对象逸出

一种错误的发布。当一个对象还没有构造完成时，就使它被其他线程所见。（可以start()方法同一启动）

@Slf4j
@NotThreadSafe
@NotRecommend
public class Escape {
    private int thisCanBeEscape = 0;
    public Escape () {
        new InnerClass();
    }
    private class InnerClass {  //内部类
        public InnerClass() {
            log.info("{}", Escape.this.thisCanBeEscape);   //在未完全构造时就已经发布，已经可以看到this------this已经溢出
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Escape();
    }
}

安全发布对象

四种方式

1. 在静态初始化函数中初始化一个对象引用
2. 将对象的引用保存到volatile类型域或者AtomicReference对象中
3. 将对象的引用保存到某个正确构造对象的final类型域中
4. 将对象的引用保存到一个由锁保护的域中

懒汉模式--实例单例

/**
 * 懒汉模式
 * 单例实例在第一次使用时进行创建
 */
public class SingletonExample1 {
    // 私有构造函数
    private SingletonExample1() {
    }
 
    // 单例对象
    private static SingletonExample1 instance = null;
    // 静态的工厂方法(在多线程时候，可以通过加synchronized使其同步) 但是在方法上加synchronized会增大性能消耗
    public static SingletonExample1 getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonExample1();
        }
        return instance;
    }

 懒汉模式 -->双重同步锁单例模式

 /**
 * 懒汉模式 -》 双重同步锁单例模式
 * 单例实例在第一次使用时进行创建
 */
//非线程安全
public class SingletonExample4 {
    // 私有构造函数
    private SingletonExample4() {
    }
    //instance = new SingletonExample4();会发生的操作


    // 1、memory = allocate() 分配对象的内存空间
    // 2、ctorInstance() 初始化对象
    // 3、instance = memory 设置instance指向刚分配的内存
 
    // JVM和cpu优化，发生了指令重排
 
    // 1、memory = allocate() 分配对象的内存空间
    // 3、instance = memory 设置instance指向刚分配的内存
    // 2、ctorInstance() 初始化对象
 
    // 单例对象
    private static SingletonExample4 instance = null;
 
    // 静态的工厂方法
    public static SingletonExample4 getInstance() {
        if (instance == null) { // 双重检测机制        // 线程B
            synchronized (SingletonExample4.class) { // 同步锁
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonExample4(); // 线程A - 3
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

线程不安全--指令重排

改进方法：

// 单例对象 volatile + 双重检测机制 --> 禁止指令重排

private volatile static SingletonExample5 instance = null;   //线程安全

饿汉模式--实例单例

/**
 * 饿汉模式
 * 单例实例在类装载时进行创建
 */
public class SingletonExample2 {
    // 私有构造函数
    private SingletonExample2() {
    }
    // 单例对象
    private static SingletonExample2 instance = new SingletonExample2();
    // 静态的工厂方法
    public static SingletonExample2 getInstance() {
        return instance;
    }
}

 饿汉模式是线程安全操作，但如果在构造方法里面有过多的处理，很让类加载的很慢，影响性能。并且如果加载完毕了，但是又没有用到，资源会浪费

饿汉模式--静态代码块实例单例

/**
 * 饿汉模式
 * 单例实例在类装载时进行创建
 */
@ThreadSafe
public class SingletonExample6 {
    // 私有构造函数
    private SingletonExample6() {
    }
    // 单例对象
    private static SingletonExample6 instance = null;   //1
    static {
        instance = new SingletonExample6();                 //2
    }
    // 静态的工厂方法
    public static SingletonExample6 getInstance() {      //3
        return instance;
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getInstance().hashCode());
        System.out.println(getInstance().hashCode());
    }
}

 代码中的顺序一定要注意，代码块是按照顺序执行的，调换1，2的顺序会发生实例为空的现象。

枚举方式--实例单例 （最安全、推荐）

/**
 * 枚举模式：最安全
 */
@ThreadSafe
@Recommend
public class SingletonExample7 {
    // 私有构造函数
    private SingletonExample7() {
    }
    public static SingletonExample7 getInstance() {
        return Singleton.INSTANCE.getInstance();
    }
    private enum Singleton {
        INSTANCE;
        private SingletonExample7 singleton;
        // JVM保证这个方法绝对只调用一次
        Singleton() {
            singleton = new SingletonExample7();
        }
        public SingletonExample7 getInstance() {
            return singleton;
        }
    }
}

相对懒汉模式，线程更安全

相对饿汉模式，在调用的时候才初始化，节约资源