java - 通过静态工厂确保 java 中的安全发布和线程安全

Question

下面的类是不可变的(但请参阅编辑):

public final class Position extends Data {

    double latitude;
    double longitude;
    String provider;

    private Position() {}

    private static enum LocationFields implements
            Fields<Location, Position, List<Byte>> {
        LAT {

            @Override
            public List<byte[]> getData(Location loc, final Position out) {
                final double lat = loc.getLatitude();
                out.latitude = lat;
                // return an arrayList
            }

            @Override
            public void parse(List<Byte> list, final Position pos)
                    throws ParserException {
                try {
                    pos.latitude = listToDouble(list);
                } catch (NumberFormatException e) {
                    throw new ParserException("Malformed file", e);
                }
            }
        }/* , LONG, PROVIDER, TIME (field from Data superclass)*/;

    }

    // ========================================================================
    // Static API (factories essentially)
    // ========================================================================
    public static  Position saveData(Context ctx, Location data) 
            throws IOException {
        final Position out = new Position();
        final List<byte[]> listByteArrays = new ArrayList<byte[]>();
        for (LocationFields bs : LocationFields.values()) {
            listByteArrays.add(bs.getData(data, out).get(0));
        }
        Persist.saveData(ctx, FILE_PREFIX, listByteArrays);
        return out;
    }

    public static List<Position> parse(File f) throws IOException,
            ParserException {
        List<EnumMap<LocationFields, List<Byte>>> entries;
        // populate entries from f
        final List<Position> data = new ArrayList<Position>();
        for (EnumMap<LocationFields, List<Byte>> enumMap : entries) {
            Position p = new Position();
            for (LocationFields field : enumMap.keySet()) {
                field.parse(enumMap.get(field), p);
            }
            data.add(p);
        }
        return data;
    }

    /**
     * Constructs a Position instance from the given string. Complete copy 
     * paste just to get the picture
     */
    public static Position fromString(String s) {
        if (s == null || s.trim().equals("")) return null;
        final Position p = new Position();
        String[] split = s.split(N);
        p.time = Long.valueOf(split[0]);
        int i = 0;
        p.longitude = Double.valueOf(split[++i].split(IS)[1].trim());
        p.latitude = Double.valueOf(split[++i].split(IS)[1].trim());
        p.provider = split[++i].split(IS)[1].trim();
        return p;
    }
}

作为不可变的，它也是线程安全的等等。如您所见，构造此类实例的唯一方法(反射除外，这实际上是另一个问题)是使用提供的静态工厂。

问题:

• 是否存在此类对象可能被不安全发布的情况？
• 返回的对象是否是线程不安全的？

编辑:请不要对非私有(private)字段发表评论 - 我意识到这不是字典中的不可变类，但包在我的控制之下，我永远不会改变手动字段的值(在构造 ofc 之后)。没有提供突变器。

另一方面，字段不是最终的是问题的要点。当然我意识到如果它们是 final 类将是真正不可变的和线程安全的(至少在 Java5 之后)。不过，我很乐意提供一个在这种情况下使用不当的例子。

最后 - 我并不是说工厂是static 与线程安全有任何关系，正如一些评论似乎暗示的那样。 重要的是创建此类实例的唯一方法是通过那些(当然是静态的)工厂。

Answer 1

是的，此类的实例可以不安全地发布。此类不是不可变的，因此如果实例化线程使一个实例在没有内存屏障的情况下可供其他线程使用，则这些线程可能会看到该实例处于部分构造或其他不一致状态。

您正在寻找的术语是有效不可变的:实例字段可以在初始化后修改，但实际上它们不是。

此类对象可以被多个线程安全使用，但这完全取决于其他线程如何访问该实例(即它们是如何发布的)。如果您将这些对象放在并发队列中以供另一个线程使用——没问题。如果您将它们分配给同步块(synchronized block)中另一个线程可见的字段，并且 notify() 一个读取它们的 wait() 线程——没问题。如果您在一个线程中创建所有实例，然后启动使用它们的新线程——没问题!

但是，如果您只是将它们分配给一个非 volatile 字段，并且“稍后”某个时候另一个线程恰好读取了该字段，那就有问题了!写线程和读线程都需要同步点，这样才能真正做到写先于读。

您的代码没有进行任何发布，因此我无法判断您是否安全地执行此操作。您可以针对此对象提出相同的问题:

class Option {

  private boolean value;

  Option(boolean value) { this.value = value; }

  boolean get() { return value; }

}

如果您在代码中做了一些您认为会对对象的安全发布产生影响的“额外”操作，请指出。