差異處
這裏顯示兩個版本的差異處。
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java:effective_java:concurrency:use_lazy_initialization_judiciously [2020/02/02 17:26] tony [Double-check idiom] |
java:effective_java:concurrency:use_lazy_initialization_judiciously [2023/06/25 09:48] |
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|---|---|---|---|
| 行 1: | 行 1: | ||
| - | {{tag>java effective_java java_concurrency}} | ||
| - | ====== Effective Java - Use lazy initialization judiciously ====== | ||
| - | ===== Problem ===== | ||
| - | 這個Item是在探討使用Lazy initialization的時機與方法，而在多執行緒存取的時，較容易發生問題。如以下程式要初始化一個Singleton物件，但在多執行緒的情況下，Client可能會拿到不是唯一的instance: | ||
| - | <code java> | ||
| - | public class Singleton { | ||
| - | |||
| - | private static Singleton instance; | ||
| - | |||
| - | public static Singleton get() { | ||
| - | if( instance == null ) { | ||
| - | instance = new Singleton(); | ||
| - | } | ||
| - | return instance; | ||
| - | } | ||
| - | } | ||
| - | </code> | ||
| - | ===== Single-check idiom ===== | ||
| - | 第一個方法是基於原本問題的改良，適用於能接受重複初始化，會比問題程式碼效能稍微好一些。 | ||
| - | <code java> | ||
| - | public class Singleton { | ||
| - | |||
| - | private static volatile Singleton instance; | ||
| - | |||
| - | public static Singleton get() { | ||
| - | Singleton result = instance; | ||
| - | if( result == null ) { | ||
| - | result = instance = new Singleton(); | ||
| - | } | ||
| - | return result; | ||
| - | } | ||
| - | } | ||
| - | </code> | ||
| - | 這裡用result local variable的原因，是為了要讓instance變數在已初始化情況下只存取一次；這是由於volatile宣告會強制Thread在使用instance時，去讀取最新的資料。根據作者所說，效能會差1.4倍。 | ||
| - | ===== Normal Initialization ===== | ||
| - | 在一般情況下，因為JVM ClassLoader載入類別是Thread-Safe，直接使用以下方法就不會有Multi-thread的問題: | ||
| - | <code java> | ||
| - | private final static Singleton instance = new Singleton(); | ||
| - | </code> | ||
| - | 但如果初始化這個物件的效能成本很大，希望能等到有使用到才初始化，就不適用這種做法。 | ||
| - | ===== Synchronized Method ===== | ||
| - | 針對要做延遲初始化又要Thread-Safe，我年輕時且目前看到最多人使用的寫法如下: | ||
| - | <code java> | ||
| - | public synchronized static Singleton get() { | ||
| - | //... | ||
| - | } | ||
| - | </code> | ||
| - | 這做法的缺點就是在初始化之後，每一個Thread要存取時，都會受到這個synchronized的影響而慢一點。 | ||
| - | ===== Double-check idiom ===== | ||
| - | 雙重檢查鎖定模式的做法，能解決使用Synchronized Method效能的問題，又能確保只會初始化一次: | ||
| - | <code java> | ||
| - | public class Singleton { | ||
| - | |||
| - | private static Singleton instance; | ||
| - | |||
| - | public static Singleton get() { | ||
| - | Singleton result = instance; | ||
| - | if( result != null ) { // no locking | ||
| - | return result; | ||
| - | } | ||
| - | |||
| - | synchronized(Singleton.class) { | ||
| - | result = instance; | ||
| - | if( result != null ) { // with locking | ||
| - | return result; | ||
| - | } | ||
| - | |||
| - | result = instance = new Singleton(); | ||
| - | |||
| - | } | ||
| - | return result; | ||
| - | } | ||
| - | } | ||
| - | </code> | ||
| - | 第一次的instance檢查不會受lock控管，只要在第一次初始化後，就能夠使用；第二次的instance檢查是為了避免Multi-thread情況下，重複初始化的問題。這個方法適用於非static的欄位，我是都以static當例子較簡單。(我的程式碼與effective java有落差，因為我認為書內的程式在with locking的檢查並沒assign instance給result，一定會有問題) | ||
| - | ===== Lazy initialization holder class idiom ===== | ||
| - | Lazy initialization holder class的做法，之前在第二版的時候並沒有特別注意，直到我看Java高併發編程詳解：多線程與架構設計這本書時，才意會到這寫法使用在static欄位初始化會比double-check idiom方式簡單很多。程式碼如下: | ||
| - | <code java> | ||
| - | public final class Singleton { | ||
| - | private static class Holder { | ||
| - | static final Singleton instance = new Singleton(); | ||
| - | } | ||
| - | |||
| - | public static Singleton get() { | ||
| - | return Holder.instance; | ||
| - | } | ||
| - | } | ||
| - | </code> | ||
| - | 這一樣是透過ClassLoader載入Class Thread-Safe的機制，來解決同步存取的問題。目前這是要初始化static欄位的首選。 | ||
| - | ===== Enum method ===== | ||
| - | 這方法是看Java高併發編程詳解：多線程與架構設計這本書時，有提到透過Enum去解這問題是Effective Java作者力推的方法，在Item89有提及。在這我就稍微說明Enum method的做法: | ||
| - | <code java> | ||
| - | public enum Singleton { | ||
| - | |||
| - | INSTANCE; | ||
| - | |||
| - | public static Singleton get() { | ||
| - | return INSTANCE; | ||
| - | } | ||
| - | } | ||
| - | </code> | ||
| - | Enum擁有Thread-safe、只能被初始化一次且不能夠被繼承的特性；缺點就是無法做Lazy initialization，要解決這問題可以與Holder方式結合。但與其這樣，不如使用Holder就好。 | ||
| - | |||
| - | ===== Note ===== | ||
| - | Effective Java第三版Item 83。 | ||
| - | ===== Reference ===== | ||
| - | * Java Threads, 3/e | ||
| - | * Java高併發編程詳解：多線程與架構設計, 汪文君 | ||
| - | * [[https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E9%87%8D%E6%A3%80%E6%9F%A5%E9%94%81%E5%AE%9A%E6%A8%A1%E5%BC%8F|雙重檢查鎖定模式]] | ||
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| - | ~~DISQUS~~ | ||
