《并发设计模式》第04章-不可变模式-可变类的线程安全问题

作者：冰河
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• 本章难度：★★☆☆☆
• 本章重点：理解可变类引发线程安全问题的原因，重点理解什么是可变类，以及可变类在多线程环境下存在的问题，能够结合自身实际项目思考哪些场景下可变类会引发线程安全问题，并能够思考问题背后的解决方案。

大家好，我是冰河~~

“确实在公司跟着老大能学到很多知识啊，之前确实也不怎么了解线程安全问题和一些解决方案，现在了解了，也终于基于不可变类实现了一个简单的功能，明天找老大帮我看看“，小菜心里想着，脸上露出了满意的微笑。

一、情景再现

小菜在自己实现分配的统计商品详情接口调用次数的功能时，没注意线程安全问题，导致统计出来的结果数据与实际结果偏差较大，通过老王的耐心讲解，知道了背后产生问题的根本原因，也学到了几种并发问题的解决方案。下班后，小菜自己尝试基于不可变类实现一个简单的功能，但是。。。

二、事与愿违

第二天，小菜早早来到公司，昨天自己想基于不可变类实现一个简单的功能，经过自己不懈的努力，终于“完成”了自己想象的功能，心里也是比较高兴的。就等着老王来公司后，给老王看看自己实现的功能。

正想着，小菜听到了老王说话的声音，原来是老王跟几个同事一起到公司了。看着老王走到了自己的工位上，小菜拿着自己的电脑来到老王身边说：”老大，我昨天学了不少并发问题的解决方案，对不可变类这种方式很感兴趣，回去后自己基于这种方式实现了一个小功能，你帮我看看实现的对吗？“。

老王听后说：“我看看，你给我简单说下实现的功能是啥？”。

“咱们乘坐高铁，在进站时不是都要通过身份证检票吗，我就想通过不可变类模拟实现一个检票的功能，这个检票功能支持并发访问，也就是同时支持多个人拿着身份证通过检票。在实现上，我想的比较简单，就是通过一个名字和身份证编号来定义一个不可变类，表示一个用户，由这个不可变类支持线程安全。再由一个Map来存储这些用户的信息，当用户通过检票时，更新下用户的信息，最终打印出来。整个过程基于不可变类实现线程安全”。

“我还画了一张图”，说着小菜从电脑里打开了自己画的场景需求图，如图4-1所示。

老王听了后说：“嗯，我大概明白你的需求了，我看看代码实现”。

于是小菜便把电脑给了老王，要不说老王是大牛呢？老王只是用他那凌厉的眼扫了一眼，便说道：“这代码有问题”。

“啊”，小菜当时就有点懵，“这，我觉得没问题呀”。。。

三、分析代码

“那我们就结合代码来分析下原因吧”，老王说着，便让小菜看代码。“首先是这个User用户类”。

User类的源码详见：concurrent-design-patterns-immutable工程下的io.binghe.concurrent.design.demo.wrong.User。

public class User {

    private String name;
    private Long idCard;

    public void set(String name, Long idCard){
        this.name = name;
        this.idCard = idCard;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", idCard=" + idCard +
                '}';
    }
}

“这个User类就是有问题的，你知道什么是不可变类吗？”，老王问小菜。

小菜说：“知道，就是一个类一经创建，就不会发生变化的类，就叫做不可变类”。

“对，概念记得倒是挺清楚的，但是这个User类不是一个不可变类呀，我们根据不可变类的定义分析下这个User类为什么不是一个不可变类”，老王巴拉巴拉的说了起来。总体上，老王针对User类为什么不是不可变类，总结了如下几点：

• 用户类没有被final修饰，可以有其他类继承User类，一旦有子类继承，就可能改变User类的状态。
• User类里的成员变量没有被final修饰，可能会发生变化。
• User类中提供了修改成员变量的方法。成员变量可能发生变化。
• User类的set()方法也不是原子的，存在线程安全问题，多个线程同时访问可能会存在并发问题。

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