摘要：線程安全需求分析三個例子都是關(guān)于車輛追蹤的。他們使用了不同的方式來保證車輛追蹤類的線程安全性。值得注意的值文檔也是維護(hù)線程安全的重要組成部分。

每個例子后面有代碼，大家可以先把代碼粘出來或者開兩個頁面，先過一下例子的代碼，然后一邊看分析一遍看代碼，上下拖動看的話效果不好。

歡迎拍磚和補(bǔ)充。

三個例子都是關(guān)于車輛追蹤的。他們使用了不同的方式來保證車輛追蹤類的線程安全性。
我們知道，如果要寫一個線程安全類，那么首先得明確這個類關(guān)于線程安全的需求。
那么這個類的線程安全需求就是：
訪問線程要么能夠看到寫線程對location的x,y坐標(biāo)完整的寫入，要么看不到。不允許出現(xiàn)訪問線程只看到寫線程寫了其中一個坐標(biāo)。

比如線程A在訪問location時，只看到了B線程對location的x或者y坐標(biāo)的寫入，那就破壞了這個類的線程安全性。

作者使用了實(shí)例封閉+加鎖機(jī)制保證了MonitorVehicleTracker類的安全性。
實(shí)例封閉的意思就是將狀態(tài)的訪問路徑限制在對象內(nèi)部，
實(shí)例限制后，只要對這些狀態(tài)的訪問自始至終使用同一個鎖，就能保證其線程安全性。

MonitorVehicleTracker的唯一狀態(tài)：locations，是一個HashMap對象，大家都知道它是可變的，也是線程不安全的。

構(gòu)造函數(shù)和getLocations都做了一次deepCopy。這兩個deepCopy都是必須的。deepCopy保證了將locations對象封裝在了MonitorVehicleTracker實(shí)例中，向外發(fā)布的只是一個拷貝的副本。想要訪問locations這個狀態(tài)，只能通過MonitorVehicleTracker對象，而所有的訪問路徑，都加上了鎖。

返回結(jié)果使用了Collections.unmodifiableMap(map)：這里不使用UnmodifiableMap，而是只是用deepCopy的HashMap也是可以的，但是文檔一定寫清楚，返回的是deepCopy的Map。不然站在調(diào)用者的角度，如果對其進(jìn)行寫操作，就不能獲得期望的結(jié)果。

值得注意的值 文檔也是維護(hù)線程安全的重要組成部分。
就好比SynchronizedCollection的子類,這些同步容器在調(diào)用iterator方法時并沒有加鎖。
導(dǎo)致如果用戶需要讀寫一致，那么在迭代的時候必須加鎖，而且這個鎖必須是創(chuàng)建的SynchronizedXXX對象本身。
如果對讀寫一致沒那么敏感，那迭代的時候只需要處理一下ConcurrentModificationException即可。
這些都是在SynchronizedXXX文檔上寫的很清楚的。

由于MutablePoint是可變的，如果deepCopy在迭代時不對每一個location進(jìn)行復(fù)制map.put(k, new MutablePoint(v.x,v.y));而是使用map.put(k, v);那getLocations發(fā)布出去的所有l(wèi)ocation就存在線程安全風(fēng)險，因?yàn)樵谕獠科渌€程得到location之后有可能對其進(jìn)行更新。getLocation是同樣的道理，發(fā)布出去的MutablePoint一定是副本。

我認(rèn)為不是，因?yàn)檫@里并不是希望把MonitorVehicleTracker變成不可變對象。
如果沒有final，那就必須注意，要使用安全的方式來發(fā)布MonitorVehicleTracker對象。

安全發(fā)布參見原書3.5節(jié)或者這個例子https://segmentfault.com/q/10...）

public class MonitorVehicleTracker {

    private final Map locations;

    public MonitorVehicleTracker(Map locations) {
        this.locations = deepCopy(locations);
    }

    public synchronized Map getLocations() {
        return deepCopy(locations);
    }

    public synchronized MutablePoint getLocation(String id) {
        MutablePoint location = locations.get(id);
        return location == null ? null : new MutablePoint(location.x, location.y);
    }

    public synchronized void setLocation(String id, int x, int y) {
        MutablePoint point = locations.get(id);
        if (point != null) {
            point.x = x;
            point.y = y;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("No such Id:" + id);
        }
    }


    private Map deepCopy(Map locations) {
        Map map = new HashMap<>();
        locations.forEach((k, v) -> {
            map.put(k, new MutablePoint(v.x, v.y));
        });
        return Collections.unmodifiableMap(map);
    }
}

/**
 * 可變，線程不安全
 */
class MutablePoint {
    public int x, y;

    public MutablePoint(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

此類對訪問locations的所有方法都沒有加鎖，而是通過使用線程安全的ConcurrentHashMap來保證DelegatingVehicleTracker的線程安全性。相當(dāng)于是把線程安全行委托給了ConcurrentHashMap。

getLocations使用了UnmodifiableMap作為視圖返回。如果不使用UnmodifiableMap而是直接返回locations行不行？
我認(rèn)為是可以的，畢竟locations是ConcurrentHashMap類型，它是線程安全的，并且作為DelegatingVehicleTracker的一個狀態(tài)，并沒有什么約束條件，或者不允許有的狀態(tài)遷移操作。

這里使用UnmodifiableMap只是增強(qiáng)了封裝性，意味著，你想修改車輛位置，那必須通過DelegatingVehicleTracker對象上的方法來操作。

作者還提到另一種方法：下邊代碼中的getCopyedLocations方法。
這個方法和getLocations方法的區(qū)別是前者在不能夠?qū)崟r地反應(yīng)車輛位置的變化，而后者可以。

因?yàn)?b>Collections.unmodifiableMap(new HashMap<>(locations));在new HashMap時做了putAll.它將locations的所有元素淺復(fù)制了一份。所以當(dāng)locations有寫入操作時，HashMap并不能得知。

而Collections.unmodifiableMap(locations)是將locations的引用保存在了UnmodifiableMap中，
所以當(dāng)locations有寫入操作時，UnmodifiableMap可以立即看到。

public class DelegatingVehicleTracker {

    private final ConcurrentHashMap locations;
    private final Map locationsView;

    public DelegatingVehicleTracker(Map points) {
        this.locations = new ConcurrentHashMap<>(points);
        this.locationsView = Collections.unmodifiableMap(this.locations);
    }

    public Map getLocations() {
        return locationsView;
    }

    public Map getCopyedLocations() {
        return Collections.unmodifiableMap(new HashMap<>(locations));
    }

    public ImmutablePoint getLocation(String id) {
        return locations.get(id);
    }

    public void setLocation(String id, int x, int y) {
        if (locations.replace(id, new ImmutablePoint(x, y)) == null) {
            throw new IllegalArgumentException("No such id:" + id);
        }
    }
}

class ImmutablePoint {
    private final int x, y;

    public ImmutablePoint(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

此類和DelegatingVehicleTracker的區(qū)別：

使用了線程安全的SafePoint。

setLocation方法不再replace一個新構(gòu)造的ImmutablePoint。
因?yàn)镾afePoint和ConcurrentHashMap都是線程安全的，

所以這幾個方法都不需要額外的同步，或者復(fù)制，直接調(diào)用他們的修改狀態(tài)的方法是沒問題的。

public class PublishVehicleTracker {

    private final ConcurrentHashMap locations;
    private final Map locationsView;

    public PublishVehicleTracker(Map points) {
        this.locations = new ConcurrentHashMap<>(points);
        this.locationsView = Collections.unmodifiableMap(this.locations);
    }

    public Map getLocations() {
        return locationsView;
    }

    public SafePoint getLocation(String id) {
        return locations.get(id);
    }

    public void setLocation(String id, int x, int y) {
        if (!locations.contains(id)) {
            throw new IllegalArgumentException("No such id:" + id);
        }
        locations.get(id).setXY(x, y);
    }
}

class SafePoint {
    private int x, y;

    public SafePoint(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public synchronized int[] getXY() {
        return new int[]{x, y};
    }

    public synchronized void setXY(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

}