1, 保證線程安全的三種方法 :
a, 不要跨線程訪問共享變量
b, 使共享變量是 final類型的
c, 將共享變量的操作加上同步
2, 一開始就將類設計成線程安全的 , 比在後期重新修復它 ,更容易 .
3, 編寫多線程程序 , 首先保證它是正確的 , 其次再考慮性能 .
4, 無狀態或只讀對象永遠是線程安全的 .
5, 不要將一個共享變量裸露在多線程環境下 (無同步或不可變性保護 )
6, 多線程環境下的延遲加載需要同步的保護 , 因爲延遲加載會造成對象重複實例化
7, 對於 volatile 聲明的數值類型變量進行運算 , 往往是不安全的 (volatile 只能保證可見性 , 不能保證原子性 ).
詳見 volatile 原理與技巧中 , 髒數據問題討論 .
8, 當一個線程請求獲得它自己佔有的鎖時 ( 同一把鎖的嵌套使用 ), 我們稱該鎖爲可重入鎖 .
在 jdk1.5 併發包中 , 提供了可重入鎖的 java 實現 -ReentrantLock.
9, 每個共享變量 , 都應該由一個唯一確定的鎖保護 .
創建與變量相同數目的 ReentrantLock, 使他們負責每個變量的線程安全 .
10,雖然縮小同步塊的範圍 , 可以提升系統性能 .
但在保證原子性的情況下 , 不可將原子操作分解成多個 synchronized塊 .
11, 在沒有同步的情況下 , 編譯器與處理器運行時的指令執行順序可能完全出乎意料 .
原因是 , 編譯器或處理器爲了優化自身執行效率 , 而對指令進行了的重排序 (reordering).
12, 當一個線程在沒有同步的情況下讀取變量 , 它可能會得到一個過期值 , 但是至少它可以看到那個
線程在當時設定的一個真實數值 . 而不是憑空而來的值 . 這種安全保證 , 稱之爲 最低限的安全性 (out-of-thin-air safety)
在開發併發應用程序時 , 有時爲了大幅度提高系統的吞吐量與性能 , 會採用這種無保障的做法 .
但是針對 , 數值的運算 , 仍舊是被否決的 .
13, volatile 變量 , 只能保證可見性 , 無法保證原子性 .
14, 某些耗時較長的網絡操作或 IO, 確保執行時 , 不要佔有鎖 .
15, 發佈 (publish) 對象 , 指的是使它能夠被當前範圍之外的代碼所使用 .( 引用傳遞 )
對象逸出 (escape), 指的是一個對象在尚未準備好時將它發佈 .
原則 : 爲防止逸出 , 對象必須要被完全構造完後 , 纔可以被髮布 ( 最好的解決方式是採用同步 )
this 關鍵字引用對象逸出
例子 : 在構造函數中 , 開啓線程 , 並將自身對象 this 傳入線程 , 造成引用傳遞 .
而此時 , 構造函數尚未執行完 , 就會發生對象逸出了 .
16, 必要時 , 使用 ThreadLocal變量確保線程封閉性 (封閉線程往往是比較安全的 , 但一定程度上會造成性能損耗 )
封閉對象的例子在實際使用過程中 , 比較常見 , 例如 hibernate openSessionInView機制 , jdbc的 connection機制 .
17, 單一不可變對象往往是線程安全的 (複雜不可變對象需要保證其內部成員變量也是不可變的 )
良好的多線程編程習慣是 : 將所有的域都聲明爲 final, 除非它們是可變的
18, 保證共享變量的發佈是安全的
a, 通過靜態初始化器初始化對象 (jls 12.4.2 敘述 , jvm 會保證靜態初始化變量是同步的 )
b, 將對象申明爲 volatile 或使用 AtomicReference
c, 保證對象是不可變的
d, 將引用或可變操作都由鎖來保護
19, 設計線程安全的類 , 應該包括的基本要素 :
a, 確定哪些是可變共享變量
b, 確定哪些是不可變的變量
c, 指定一個管理併發訪問對象狀態的策略
20, 將數據封裝在對象內部 , 並保證對數據的訪問是原子的 .
建議採用 volatile javabean 模型或者構造同步的 getter,setter.
21, 線程限制性使構造線程安全的類變得更容易 , 因爲類的狀態被限制後 , 分析它的線程安全性時 , 就不必檢查完整的程序 .
22, 編寫併發程序 , 需要更全的註釋 , 更完整的文檔說明 .
23, 在需要細分鎖的分配時 , 使用 java監視器模式好於使用自身對象的監視器鎖 .
前者的靈活性更好 .
Object target = new Object();
// 這裏使用外部對象來作爲監視器 , 而非 this
synchronized(target) {
// TODO
}
針對 java monitor pattern, 實際上 ReentrantLock的實現更易於併發編程 .
功能上 , 也更強大 .
24, 設計併發程序時 , 在保證伸縮性與性能折中的前提下 , 優先考慮將共享變量委託給線程安全的類 .
由它來控制全局的併發訪問 .
25, 使用普通同步容器 (Vector, Hashtable) 的迭代器 , 需要外部鎖來保證其原子性 .
原因是 , 普通同步容器產生的迭代器是非線程安全的 .
26, 在併發編程中 , 需要容器支持的時候 , 優先考慮使用 jdk 併發容器
(ConcurrentHashMap, ConcurrentLinkedQueue, CopyOnWriteArrayList…).
27, ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList
併發容器的迭代器 , 以及全範圍的 size(), isEmpty() 都表現出弱一致性 .
他們只能標示容器當時的一個數據狀態 . 無法完整響應容器之後的變化和修改 .
28, 使用有界隊列 , 在隊列充滿或爲空時 , 阻塞所有的讀與寫操作 . ( 實現生產 – 消費的良好方案 )
BlockQueue 下的實現有 LinkedBlockingQueue 與 ArrayBlockingQueue, 前者爲鏈表 , 可變操作頻繁優先考慮 , 後者爲數組 , 讀取操作頻繁優先考慮 .
PriorityBlockingQueue 是一個按優先級順序排列的阻塞隊列 , 它可以對所有置入的元素進行排序 ( 實現 Comparator 接口 )
29, 當一個方法 , 能拋出 InterruptedException, 則意味着 , 這個方法是一個可阻塞的方法 , 如果它被中斷 , 將提前結束阻塞狀態 .
當你調用一個阻塞方法 , 也就意味着 , 本身也稱爲了一個阻塞方法 , 因爲你必須等待阻塞方法返回 .
如果阻塞方法拋出了中斷異常 , 我們需要做的是 , 將其往上層拋 , 除非當前已經是需要捕獲異常的層次 .
如果當前方法 , 不能拋出 InterruptedException, 可以使用 Thread.currentThread.interrupt() 方法 , 手動進行中斷 .
