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Java 并发编程实战：对象线程安全性的探讨

01、前言

《Java 并发编程实战》这本书虽然被奉为并发编程的经典之作，但它的第四章“对象的组合”实在太过枯燥。第四章“对象的组合”之所以令人痛苦，可能是因为它涉及到线程安全性的设计和实现，这是一个需要深入思考的话题。

在学习过程中，我深深感受到技术书籍的枯燥，但为了进步，只能硬着头皮读下去。希望通过这篇文章，能够对线程安全性的理解更加深入。

02、线程安全类的设计

线程安全类的设计需要遵循三个关键步骤：

public synchronized int getValue() {
    return value;
}
public synchronized int increment() {
    if (value == Integer.MAX_VALUE) {
        throw new IllegalStateException("counter overflow");
    }
    return ++value;
}

通过以上三个步骤，我们就可以设计出一个线程安全的 Counter 类。

03、非线程安全对象的处理

在上述讨论中，我们谈到了线程安全类的设计。那么问题来了：如果一个类本身不是线程安全的，如何保证它作为对象使用时的线程安全性？

作者提出了“封闭机制”的概念：

例如，StringList 类中的 myList 是私有的，而 addString 和 removeString 方法都加上了 synchronized 关键字。通过这种方式，我们可以确保 myList 的线程安全性。

需要注意的是，ArrayList 本身并不是线程安全的，但通过将其封装在一个线程安全的类中，我们可以实现线程安全。

04、在已有的线程安全类上追加功能

假设我们已经有一个线程安全类 StringList，它包含了大部分我们需要的功能。现在，我们需要在这个类上追加新的功能，例如添加一个 addIfNotExist 方法：

public class StringList {
    private List
   
     myList = new ArrayList<>();
    public synchronized void addString(String s) {
        myList.add(s);
    }
    public synchronized void addIfNotExist(String s) {
        boolean isExist = myList.contains(s);
        if (!isExist) {
            myList.add(s);
        }
    }
}
   

新增的 addIfNotExist 方法没有破坏原有的线程安全性，因为它仍然是线程安全的。然而，在一些情况下，我们可能无法直接修改源码。这个时候，可以通过继承的方式来实现功能扩展：

public class StringList {
    protected List
   
     myList = new ArrayList<>();
    public synchronized void addString(String s) {
        myList.add(s);
    }
}
public class NewStringList extends StringList {
    public synchronized void addIfNotExist(String s) {
        boolean isExist = myList.contains(s);
        if (!isExist) {
            myList.add(s);
        }
    }
}
   

这种方式的前提是父类中的 myList 是 protected 而不是 private 的。

05、总结

从上述讨论中可以看出，线程安全性的设计需要从三个方面入手：状态变量的有效性、并发访问策略的设计，以及封闭机制的应用。通过合理的设计和优化，我们可以在现有的线程安全类上追加功能，确保整个系统的线程安全性。

虽然《Java 并发编程实战》这本书的第四章“对象的组合”确实非常枯燥，但通过深入理解线程安全性的设计原理，我们可以逐步破解它的奥秘。希望未来能有更多有趣的内容等待我们去探索。