文章目录
- 六、共享模型之不可变
-
- 6.1 日期转换的问题
- 6.2 不可变设计
-
- 6.2.1 String类的设计
- * 模式之享元
- 原理之 final
- 6.3 无状态
- 本章小结
六、共享模型之不可变 本章内容
- 不可变类的使用
- 不可变类设计
- 无状态类设计
下面的代码在运行时,由于 SimpleDateFormat 不是线程安全的
private static void test01() {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
for (int i = 0;
i < 10;
i++) {
new Thread(() -> {
try {
log.debug("{}", sdf.parse("1951-04-21"));
} catch (Exception e) {
log.error("{}", e);
}
}).start();
}
}
有很大几率出现 java.lang.NumberFormatException 或者出现不正确的日期解析结果,例如:
12:02:00.338 c.Test1 [Thread-2] - {}
java.lang.NumberFormatException: empty String
at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1842)
at sun.misc.FloatingDecimal.parseDouble(FloatingDecimal.java:110)
at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:538)
at java.text.DigitList.getDouble(DigitList.java:169)
at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2089)
at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:2162)
at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514)
at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364)
at cn.itcast.n7.Test1.lambda$test01$1(Test1.java:31)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
12:02:00.338 c.Test1 [Thread-0] - {}
java.lang.NumberFormatException: For input string: ""
at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65)
at java.lang.Long.parseLong(Long.java:601)
at java.lang.Long.parseLong(Long.java:631)
at java.text.DigitList.getLong(DigitList.java:195)
at java.text.DecimalFormat.parse(DecimalFormat.java:2084)
at java.text.SimpleDateFormat.subParse(SimpleDateFormat.java:1869)
at java.text.SimpleDateFormat.parse(SimpleDateFormat.java:1514)
at java.text.DateFormat.parse(DateFormat.java:364)
at cn.itcast.n7.Test1.lambda$test01$1(Test1.java:31)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
12:02:00.337 c.Test1 [Thread-6] - Fri Apr 21 00:00:00 CST 1195
12:02:00.337 c.Test1 [Thread-4] - Fri Apr 21 00:00:00 CST 1195
12:02:00.337 c.Test1 [Thread-7] - Sat Apr 21 00:00:00 CST 1951
12:02:00.337 c.Test1 [Thread-8] - Sat Apr 21 00:00:00 CST 1951
12:02:00.337 c.Test1 [Thread-5] - Fri Apr 21 00:00:00 CST 1195
12:02:00.337 c.Test1 [Thread-9] - Sat Apr 21 00:00:00 CST 1951
12:02:00.337 c.Test1 [Thread-3] - Fri Apr 21 00:00:00 CST 1195
12:02:00.337 c.Test1 [Thread-1] - Fri Apr 21 00:00:00 CST 1195
2. 思路 - 同步锁
文章图片
3. 思路 - 不可变
如果一个对象在不能够修改其内部状态(属性),那么它就是线程安全的,因为不存在并发修改啊!这样的对象在Java 中有很多,例如在 Java 8 后,提供了一个新的日期格式化类:
public static void test02() {
DateTimeFormatter stf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
for (int i = 0;
i < 10;
i++) {
new Thread(() -> {
TemporalAccessor parse = stf.parse("1951-04-21");
log.debug("{}", parse);
}).start();
}
}
可以看 DateTimeFormatter 的源码
文章图片
6.2 不可变设计 6.2.1 String类的设计
另一个大家更为熟悉的 String 类也是不可变的,以它为例,说明一下不可变设计的要素
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable, CharSequence {
/** The value is used for character storage. */
private final char value[];
/** Cache the hash code for the string */
private int hash;
// Default to 0// ...
}
1. final 的使用
发现该类、类中所有属性都是 final 的
- 属性用 final 修饰保证了该属性是只读的,不能修改
- 类用 final 修饰保证了该类中的方法不能被覆盖,防止子类无意间破坏不可变性
但有同学会说,使用字符串时,也有一些跟修改相关的方法啊,比如 substring 等,那么下面就看一看这些方法是如何实现的,就以 substring 为例:
public String substring(int beginIndex) {
//进行校验
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
int subLen = value.length - beginIndex;
if (subLen < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
}
return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
}
发现其内部是调用 String 的构造方法创建了一个新字符串,再进入这个构造看看,是否对 final char[] value 做出了修改:
public String(char value[], int offset, int count) {
if (offset < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
}
if (count <= 0) {
if (count < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
}
if (offset <= value.length) {
this.valuehttps://www.it610.com/article/= "".value;
return;
}
}
// Note: offset or count might be near -1>>>1.
if (offset > value.length - count) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
}
//复制生成了一个新数组
this.value = https://www.it610.com/article/Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
}
结果发现也没有,构造新字符串对象时,会生成新的 char[] value,对内容进行复制 。这种通过创建副本对象来避免共享的手段称之为【保护性拷贝(defensive copy)】
* 模式之享元
参考 《JUC并发编程 - 模式篇》保护性暂停模式 | 顺序控制模式 | 生产者消费者模式 | 两阶段终止模式 | Balking模式 | 享元模式
原理之 final
6.3 无状态 在 web 阶段学习时,设计 Servlet 时为了保证其线程安全,都会有这样的建议,不要为 Servlet 设置成员变量,这种没有任何成员变量的类是线程安全的
因为成员变量保存的数据也可以称为状态信息,因此没有成员变量就称之为【无状态】
区别
- 不可变:有成员,有状态,但是不可改变的,线程安全
- 无状态:无成员,无状态,也就不可变娄,线程安全
【JUC并发编程|《JUC并发编程 - 高级篇》06 - 共享模型之不可变(不可变类的设计 | 不可变类的使用 | 享元模式)】不可变类设计
- 原理方面
- final
- 模式方面
- 享元
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