java - 使用 AtomicBoolean 控制实例的状态

Question

我需要确保每个实例生命周期仅执行一次特定的启动和停止代码，并且该实例无法“重新启动”。以下代码足以满足多个线程可能对实例进行操作的场景吗？

public final class MyRunnable {
    private final AtomicBoolean active = new AtomicBoolean(false);
    private final AtomicBoolean closed = new AtomicBoolean(false);

    public void start() {
      if (closed.get()) {
        throw new IllegalStateException("Already closed!");
      }
      if (active.get()) {
        throw new IllegalStateException("Already running!");
      }

      active.set(true);

      // My one-time start code.

      // My runnable code.
    }

    public void stop() {
      if (closed.get()) {
        throw new IllegalStateException("Already stopped!");
      }
      if (!active.get()) {
        throw new IllegalStateException("Stopping or already stopped!");
      }

      active.set(false);

      // My one-time stop code.

      closed.set(true);
    }
}

Answer 1

出于两个原因，我会选择单一的三值状态。

首先，在 active,close “元组”的 4 个可能值中，只有 3 个有意义，将两者都设置为 true 会导致(可能是良性的，但尽管如此)无效状态。您可能会认为它纯粹是迂腐，但清晰的设计通常会带来其他好处。

这巧妙地将我们引向了第二个更可怕的原因:

 active.set(false);
 // <-- what if someone calls start() here?
 closed.set(true); //I assume you wanted to set it to true

正如您从我的评论中看到的，您那里有一个漏洞，在您将 active 设置为 后，有人可能会调用 start() >false 但在将 close 设置为 true 之前。

现在你可能会说“好吧，让我们交换这两个然后先设置关闭”，但是你必须解释为什么这两个肯定不会被JVM重新排序。最终，您可能会将两个标志都设置为 true，从而导致上述“无效状态”。

这里还有另一个单独的问题:您遵循的模式是调用 get() 来检查值，然后set() 将其设置为其他值。如PetrosP pointed it out ，这不是一个原子操作，您可以调用 start() 1000 次，所有这些都将 active 视为 false。您需要使用 compareAndSet 来代替，它 是原子的(这是 Atomic* 类的全部要点)，从而保证只有一个线程可以推进状态标志。

因此，让我们使用单个 3 值状态将两者结合起来(为了简单起见，我使用了 AtomicInteger，但您可以使用 AtomicReference 和真正的 枚举)和compareAndSet():

public final class MyRunnable {
    private static final int READY_TO_START = 0;
    private static final int ACTIVE = 1;
    private static final int STOPPED = 2;
    private final AtomicInteger status = new AtomicInteger(READY_TO_START);

    public void start() {
      if (!status.compareAndSet(READY_TO_START, ACTIVE)) {
        throw new IllegalStateException("Already started");
      }

      // My one-time start code.
    }

    public void stop() {
        if (!status.compareAndSet(ACTIVE, STOPPED)) {
            throw new IllegalStateException("Can't stop, either not started or already stopped");
        }

      // My one-time stop code.
    }
}