第70條: 線程安全性的文檔化

首先說一個錯誤的說法:通過查看文檔中是否出現synchronized修飾符,可以確認一個方法是否是線程安全的。線程安全性不是一種“要么全有要么全無”的屬性。實際上,線程安全性有多種級別。針對常見的情形作簡單概括:
--不可變的(immutable) -這個類的實例是不可變的,不需要外部同步。例如String、long和Biginteger
--無條件的線程安全(unconditionally thread-safe) -這個類的實例是可變的,但是這個類有足夠的內部同步,它的實例可以被并發使用,無需任何外部同步。例如Random和ConcurrentHashMap
--有條件的線程安全(conditionally thread-safe) -對于單獨的操作可以是線程安全的,但是某些操作序列可能需要外部同步。條件線程安全的最常見的例子是遍歷由 Hashtable 或者 Vector 或者返回的迭代器。由這些類返回的 fail-fast 迭代器假定在迭代器進行遍歷的時候底層集合不會有變化。為了保證其他線程不會在遍歷的時候改變集合,進行迭代的線程應該確保它是獨占性地訪問集合以實現遍歷的完整性。通常,獨占性的訪問是由對鎖的同步保證的。并且類的文檔應該說明是哪個鎖(通常是對象的內部監視器(intrinsic monitor))。
--非線程安全(not thread-safe) - 這個類的實例是可變的。為了并發地使用它們,必須利用外部同步包圍每個方法調用。例如ArrayList和hashMap。
--線程對立的(thread-hostile) - 即使所有的方法調用都被外部同步包圍,這個類仍不能安全地被多個線程并發使用。線程對立的類或者方法非常少,當類修改靜態數據,而靜態數據會影響在其他線程中執行的其他類的行為,這時通常會出現線程對立。線程對立類的一個例子是調用 System.setOut() 的類。
二、注意:
1.有條件的線程安全類,必須指明哪個方法調用序列需要外部同步,以及在執行這些序列的時候要獲得哪把鎖。
2.無條件的線程安全類,應該考慮使用私有鎖對象(private lock object)來代替同步的方法:

    private final Object lock = new Object();
    
    public void foo() {
        synchronized(lock) {
            ……
        }
    }

因為這個私有鎖對象不能被這個類的客戶端程序訪問,所以它們不可能妨礙對象的同步。

總結:
每個類都應該利用嚴謹的說明或者線程安全注解,清楚地在文檔中說明它的線程安全屬性。synchronized修飾符與這個文檔毫無關系。有條件的線程安全類和無條件的線程安全類應該按照上述規范編寫實現文檔。這樣可以防止客戶端程序和子類的不同步干擾,讓你能夠在后續的版本中靈活地對并發控制采用更加復雜的方法。

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