勿對不可變對象做同步/加鎖

wangjuntytl 發(fā)布于2019-08-14 12:15 / 400人閱讀

摘要：分析從面向?qū)ο缶幊虂砜?，鎖狀態(tài)不應視為不可變對象的一部分，如果對它做同步，就是把鎖狀態(tài)視為它的一部分了，破壞了該對象的設計抽象。從并發(fā)編程來看，不可變的對象被設計為允許多線程自由共享，不引起競爭。

另載于 http://www.qingjingjie.com/blogs/10

概念

不可變對象(Immutable Object)，就是狀態(tài)始終不會改變的對象，例如值對象(Value Object)，無狀態(tài)的服務對象(Stateless Service Object)。

Java和Scala都是JVM語言，都經(jīng)常用synchronized來做同步。本文以Java為例，Scala同理。

先重溫一下synchronized的知識：指定了一個同步范圍，進出范圍刷新變量，并阻止其他線程進入該范圍。synchronized method的范圍是this，synchronized static method的范圍是class，也可顯式指定一個對象作為范圍。

synchronized(object) {
 ...
}

同步范圍是作用于對象的，任何對象都含有一個隱藏的鎖狀態(tài)，JVM把它置為鎖態(tài)，就加上了當前線程獨占的鎖。

分析

從面向?qū)ο缶幊虂砜?，鎖狀態(tài)不應視為不可變對象的一部分，如果對它做同步，就是把鎖狀態(tài)視為它的一部分了，破壞了該對象的設計抽象。

從并發(fā)編程來看，不可變的對象被設計為允許多線程自由共享，不引起競爭。然而如果對它做同步，就會引起多線程競爭，違反了設計目的。

一般沒人會對值對象做同步，但可能有人會誤對無狀態(tài)的服務對象做同步。(牛人也可能有失誤)

我們來看個反面例子：

// UserService is singleton
public class UserService {
  // 修改數(shù)據(jù)庫中的用戶信息
  public synchronized User changeName(Long id, String name) {
    User user = UserRepo.get(id);
    user.setName(name);
    UserRepo.merge(user);
    return user;
  }
}

通過數(shù)據(jù)庫的事務隔離，能保證user從取出來到存回去之間不被別的線程修改。

但是NoSQL沒有事務，怎么辦？NoSQL用戶可能會用synchronized，這就使得changeName同時只能被一個線程調(diào)，網(wǎng)站扛不住并發(fā)。

考慮到不同用戶的數(shù)據(jù)可以同時修改，可以給每個用戶多帶帶上鎖，以提高并發(fā)度：

// UserService is singleton
public class UserService {
  private Map userLocks = new ConcurrentHashMap<>();

  // 修改數(shù)據(jù)庫中的用戶信息
  public synchronized User changeName(Long id, String name) {
    // 獲取鎖
    Object lock = new Object();
    Object prevLock = userLocks.putIfAbsent(id, lock);
    if (prevLock != null) {
      lock = prevLock;
    }
    
    synchronized (lock) {
      try {
        User user = UserRepo.get(id);
        user.setName(name);
        UserRepo.merge(user);
        return user;
      } finally {
        // 防止太多空閑的鎖占用內(nèi)存
        userLocks.remove(id);
      }
    }
  }
}

玩玩而已，這么復雜的代碼，我覺得產(chǎn)品里還是不寫為好。

況且，在集群環(huán)境中，這種單機同步是沒用的。

附：JDK也有類似的并發(fā)優(yōu)化，見我的舊文 http://www.cnblogs.com/sorra/p/3653951.html

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