Effective Java - Avoid excessive synchronization

這個Item的宗旨如字面上的意思:「避免過度的使用同步」。這個Item有以下幾個重點:

1. synchronized block中,不要呼叫有機會被client或subclass控制的method,以避免liveness與safety failures

作者提及了alien method這個名稱,在我的理解中,alien method可能以有機會被override的methodclient傳進來的function物件呼叫到可能會引用到類別中變數的物件等方式呈現:

private List<Listener> listeners = new ArrayList<>();
 
public void doSomthing(Listener listener) {
   synchronized (listeners) {
       listeners.add(listener);
       // call alien method
       postAction(listeners);
   }
 
}
protected abstract void postAction(List<Listener> listeners);

這樣子的alien method,class本身難以控制client或subclass或做什麼,只要alien method有可能修改到class的變數,就有機會造成safety failures。

2. synchronized block中,為了效能著想,工作越少越好

由於synchronized關鍵字的關係,即使是多執行緒的程式,同時間只有一個能夠進入synchronized block中。假如在可能發生race condition的變數前後,有繁重的工作要執行,如下:

public void doSomthing(Listener listener) {
    synchronized (listeners) {
        heavyPreAction();
        listeners.add(listener);
        heavyPostAction();
    }     
}

那你程式在效能上多執行緒可能和單一執行緒根本沒有差別,甚至更糟糕。不妨考慮把沒必要放在synchronized block中的工作給移出去,讓你可以好好享受到多執行緒的好處:

public void doSomthing(Listener listener) {
    heavyPreAction();
    synchronized (listeners) {    
        listeners.add(listener);
    }     
    heavyPostAction();
}

3. 善用同步的方法,沒有需要就不要用

在前兩個重點中,都是把List操作放到synchronized block中;JDK本身提供了許多內建的API,可以替你解決同步問題,像是CopyOnWriteArrayList就可以替你處理掉race condition問題。

除此之外,有時你並不是真的會需要處理同步問題。Effective Java提及的例子是StringBuffer,如果你只可能由單一執行緒存取,如區域變數,那請用StringBuilder;Singleton也並不是一定都要做成lazy loading而需要面對同步問題,可以參考link

因此

  • 先參考JDK內建的solution是否可以解決你的問題,而不讓問題複雜化。
  • 先思考你的程式是否真的會需要處理同步問題。

Effective Java第三版Item 79。

  • Effective Java, 3/e