Java并发编程实战笔记—— 并发编程2

1、ThreadLocal

　　Java中的ThreadLocal类可以让你创建的变量只被同一个线程进行读和写操作。因此，尽管有两个线程同时执行一段相同的代码，而且这段代码又有一个指向同一个ThreadLocal变量的引用，但是这两个线程依然不能看到彼此的ThreadLocal变量域。ThreadLocal类提供了get和set等访问接口，这些方法为每个线程都存有一个独立的副本，因此每次get总是返回当前线程上一次最小使用set设置的值。

private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal();

　　这样实例化一个ThreadLocal类，每个线程仅需要实例化一次即可。

myThreadLocal.set("A  local value");
String threadLocalValue = (String) myThreadLocal.get();

　　这样使用set和get来存储和读取一个String对象，因为get返回的是一个Object对象，所以需要强制类型转换，set()方法则依赖一个Object对象参数。

　　为了不使用强制类型转换可以使用泛型来实例化一个ThreadLocal对象。

private ThreadLocal myThreadLocal1 = new ThreadLocal<String>();

　　这样读取的时候就不需要进行强制类型转换了

myThreadLocal1.set("Hello ThreadLocal");
String threadLocalValues = myThreadLocal.get();

　　然后我们还可以可以通过ThreadLocal子类的实现，并覆写initialValue()方法，就可以为ThreadLocal对象指定一个初始化值。

private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal<String>() {
   @Override protected String initialValue() {
       return "This is the initial value";
   }
};

　　这样指定的初始值对所有线程都是可见的，在set方法被调用之前所有线程读取到的都将是这个初始值。

　　一个完整的ThreadLocal示例

class myThread implements Runnable{
    private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal<String>(){
        @Override
        protected String initialValue() {
            return "a Initialization value ";
        }
    };

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(myThreadLocal.get());
        myThreadLocal.set("" + Math.random());
        System.out.println(myThreadLocal.get());
    }
}

public class Fun {

    public static void main(String[] args) {
        myThread myRunnabe = new myThread();
        Thread myThread1 = new Thread(myRunnabe);
        Thread myThread2 = new Thread(myRunnabe);

        myThread1.start();
        myThread2.start();

    }
}

　　输出：

a Initialization value
a Initialization value
0.3672775208272421
0.5694837916871707

2、不变性

　　如果某个对象在创建之后就不能被修改，那么这个对象就被称为不可变对象。因为其状态将不会被改变，所以不同线程访问该对象的时候是安全的

　　满足以下条件的对象是不可变的：

• 对象在创建以后其状态就不能被修改
• 对象的所有域都是final类型的
• 对象是正确创建的

　　在可变对象基础上构建不可变对象

    public final class Aclass{
        private final Set<String> set = new HashSet<String>();
        public Aclass(){
            set.add("aaa");
            set.add("bbb");
            set.add("ccc");
        }
        public boolean isSet(String word){
            return set.contains(word);
        }
    }

　　这样一个类是可变，它的set对象是可变的，但是这个对象在创建之后就是不可改变的了，对于final类型的set对象只能访问不能被修改。

3、安全发布

　　在某些情况下我们希望在多个线程之间共享对象，此时必须保证安全的进行共享。

public Holder holder;
public void init(){
    holder = new Holder(42);
}

　　这个holder看起来是一个不可变对象，但其实它并不是，他并不满足“对象是正确创建的”这个条件，某些线程将会看到尚未创建完场的对象

　　可变对象必须通过安全的方式来进行发布，这通常都意味着在发布和使用该对象的线程都必须使用同步。

　　要安全得发布一个对象，对象的引用以及对象的状态必须同时对其他线程可见，一个正确构造的对象可以通过以下方式来正确发布：

• 在静态初始化函数中初始化一个对象引用

public static Holder holder = new Holder(42); 

• 将对象的引用保存到volatile类型的域或者AtomicReferance对象中
• 将对象的引用保存到某个正确构造对象的final类型中
• 将对象得引用保存到一个由锁保护的域中

　　在线程安全库中的容器提供以下的安全发布保证：

• 通过将一个键或者值放入Hashtable、synchronizedMap或者ConcurrentMap中，可以安全地将它发布给任何从这些容器中访问它的线程（无论是直接访问还是通过迭代器访问）
• 通过将某个元素放入Vector、CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet、synchronizedList或synchronizedSet中，可以将该元素安全地发布到任何从这些容器中访问该元素的线程
• 通过将某个元素放入BlockingQueue或者ConcurrentLinkedQueue中，可以将该元素安全地发布到任何从这些队列中访问该元素的线程。

　　事实不可变对象：如果对象从技术上来看是可变的，但其状态在发布以后就不会在改变，那么把这种对象称为“事实不可变对象”，刚刚的holder就是一个事实不可变对象。

　　所以最后对象的发布需求取决于它的可变性：

• 不可变对象可以通过任意机制发布
• 事实不可变对象必须通过安全方向进行发布
• 可变对象必须通过安全方式进行发布，并且必须是线程安全的或者由某个锁保护起来的

　　在并发程序中使用和共享对象时，可以使用以下一些实用的策略：

• 线程关闭：对象只能由一个线程拥有，对象被封闭在该线程中，并且只能由这个线程修改
• 只读共享：任何线程都不能修改的对象。
• 线程安全共享：在线程内部实现同步。
• 保护对象：通过持有特定的锁才能访问