Java中对象的线程安全复制

Question

我有一个类似于以下的静态类数组：

public class Entry {
    private String sharedvariable1= "";
    private String sharedvariable2= "";
    private int sharedvariable3= -1;

    private int mutablevariable1 = -1
    private int mutablevariable2 = -2;

    public Entry (String sharedvariable1, 
                  String sharedvariable2, 
                  int sharedvariable3) {
        this.sharedvariable1 = sharedvariable1;
        this.sharedvariable2 = sharedvariable2;
        this.sharedvariable3 = sharedvariable 3;
    }

    public Entry (Entry entry) {  //copy constructor. 
        this (entry.getSharedvariable1, 
              entry.getSharedvariable2, 
              entry.getSharedvaraible3);
    }
....
/* other methods including getters and setters*/
}

在我的程序中的某个时刻，我访问该对象的一个​​实例并使用上面的复制构造函数对其进行复制。然后我更改上面两个可变变量的值。该程序在多线程环境中运行。 请注意。在线程化之前，所有变量都设置了它们的初始值。 只有在程序被线程化之后，才会生成一个副本，变量才会被改变。我相信它是线程安全的，因为我只读取静态对象，而不是写入它（即使是共享变量 3，尽管只读取 int 和可变对象）并且我只更改静态对象的副本（以及正在线程中制作副本）。但是，我想在这里确认我的想法是正确的。

有人可以评估我在做什么吗？

Answer 1

它不是线程安全的。您需要包装任何修改共享变量的内容：

synchronized (this) {
    this.sharedvariable1 = newValue;
}

对于二传手，您可以这样做：

public synchronized void setSharedvariable1(String sharedvariable1) {
    this.sharedvariable1 = sharedvariable1;
}

然后在你的复制构造函数中，你会做类似的事情：

public Entry (Entry entry) {
    this();
    synchronized(entry) {
        this.setSharedvariable1(entry.getSharedvariable1());
        this.setSharedvariable2(entry.getSharedvariable2());
        this.setSharedvariable3(entry.getSharedvariable3());
    }
}

这确保如果正在对实例进行修改，复制操作将等到修改完成。

Answer 2

它不是线程安全的，你应该在你的复制构造函数中同步。您正在从复制构造函数中的原始对象读取三个变量中的每一个。这些操作一起不是原子的。因此，当您读取第一个值时，可能是第三个值被另一个线程更改。在这种情况下，您有一个处于不一致状态的“复制”对象。

Answer 3

它不是线程安全的。我的意思是，对于使用相同 Entry 实例的多个线程，这并不能保证线程安全。

我在这里看到的问题如下：

1. Thread 1 开始构建 Entry 实例。它不会使该实例对其他线程的访问隐藏。
2. Thread 2 使用其复制构造函数访问该实例，而该实例仍处于构造过程中。

考虑到Entry 的字段private int sharedvariable3= -1; 的初始值，结果可能是Thread 2 创建的新“复制”实例将其sharedvariable3 字段设置为0（对于java中的int类字段）。

这就是问题所在。

如果它困扰您，您必须要么 synchronize 进行读/写操作，要么处理 Entry 实例发布。意思是，不允许其他线程访问正在构建的Entry 实例。

Answer 4

我真的不明白，为什么你认为私有实例变量是共享的。通常共享字段是静态的而不是私有的——我建议您不要共享私有实例变量。为了线程安全，您应该同步改变变量值的操作。

您可以为此使用 synchronized 关键字，但要选择正确的监视器对象（我认为条目本身应该这样做）。另一种选择是使用 java.util.concurrent 中的一些锁实现。通常锁提供更高的吞吐量和更好的粒度（例如多个并行读取，但在任何给定时间只有一次写入）。

您必须考虑的另一件事是所谓的内存屏障。看看这篇有趣的文章http://java.dzone.com/articles/java-memory-model-programer%E2%80%99s

您可以使用 volatile 关键字强制执行发生前语义。显式同步（锁或同步代码）也会跨越内存屏障，并在语义之前强制执行。

最后一条一般建议：您应该不惜一切代价避免共享可变状态。同步是一件令人头疼的事情（性能和维护方面）。错误同步导致的错误非常难以检测。最好针对不变性或孤立的可变性进行设计（例如参与者）。

Answer 5

答案是它在所述条件下是线程安全的，因为我只读取处于静态状态的变量并且只更改副本。