多线程对象锁定私有类成员的最佳实践？（爪哇）

Question

前几天我问了a similar question，但对回答不满意，主要是因为我提供的代码有一些人们关注的问题

基本上，在Java中锁定私有成员的最佳实践是什么？假设每个私有字段只能单独操作，而不能一起操作（如下面的测试类示例中），您是应该直接锁定每个私有字段（示例1），还是应该为希望锁定的每个私有字段使用通用锁定对象（示例2）

示例1：直接锁定私有字段

class Test {
  private final List<Object> xList = new ArrayList<Object>();
  private final List<Object> yList = new ArrayList<Object>();

  /* xList methods */ 

  public void addToX(Object o) {
    synchronized(xList) {
      xList.add(o);
    }
  }

  public void removeFromX(Object o) {
    synchronized(xList) {
      xList.remove(o);
    }
  }

  /* yList methods */ 

  public void addToY(Object o) {
    synchronized(yList) {
      yList.add(o);
    }
  }

  public void removeFromY(Object o) {
    synchronized(yList) {
      yList.remove(o);
    }
  }
}

示例2：对每个私有字段使用锁定对象

class Test {
  private final Object xLock = new Object();
  private final Object yLock = new Object();
  private List<Object> xList = new ArrayList<Object>();
  private List<Object> yList = new ArrayList<Object>();

  /* xList methods */ 

  public void addToX(Object o) {
    synchronized(xLock) {
      xList.add(o);
    }
  }

  public void removeFromX(Object o) {
    synchronized(xLock) {
      xList.remove(o);
    }
  }

  /* yList methods */ 

  public void addToY(Object o) {
    synchronized(yLock) {
      yList.add(o);
    }
  }

  public void removeFromY(Object o) {
    synchronized(yLock) {
      yList.remove(o);
    }
  }
}

Answer 1

让我们这样说：第二种方法使用更多的代码——这些额外的代码能给你带来什么？就并发性而言，两者是完全相同的，所以从应用程序设计的大局来看，这肯定是另一个方面

Answer 2

例1要好得多。因为xList是final，所以它们非常适合同步。不需要额外的锁对象，这会不必要地使代码复杂化并消耗内存。只需确保列表本身永远不会暴露于外界，破坏封装和线程安全

然而，请考虑：

• ^{}

• ^{}-另见：Java synchronized block vs. Collections.synchronizedMap

Answer 3

即使你确信你正在锁定的对象永远不会改变，我发现使用特殊的对象来锁定会更让人放心。它使它更加透明。如果该类将来被其他人显著扩展和/或修改，他可能会找到一个理由，在没有注意到它用于锁定的情况下，将xList设为非最终类。这可能会很快导致问题。线程安全并不是微不足道的，当代码演化时，它可能会变得更加复杂，因此尽可能清晰和安全。与诊断线程安全性问题的成本相比，仅用于锁定的单独对象的成本很小

Answer 4

就我个人而言，我更喜欢第二种形式。任何其他代码都不能使用该引用（除了反射、调试API等）。您不必担心列表的内部细节是否会尝试在其上同步。（你在列表中调用的任何方法显然都可以访问this，因此可以在列表上进行同步。）你纯粹是在用它来锁定，所以你也把“我是锁”和“我是列表”分开了

我发现这样更容易对显示器进行推理，因为你可以很容易地看到all使用它的可能代码

您可能希望创建一个单独的类，纯粹用作监视器，并对toString()进行重写，这有助于诊断。这也会使变量的用途更加明确

诚然，这种方法确实占用了更多内存，通常，您不需要担心this上的代码锁定。。。但我个人认为，分离关注点的好处，以及不必担心代码是否锁定自身的好处，超过了效率成本。如果您发现由于某种原因，“浪费”对象是性能瓶颈（并且在分析了类中可能要同步的代码之后），那么您总是可以选择使用第一种形式

（就我个人而言，我希望Java和.NET没有走上“每个对象都有一个关联的监视器”的路线，但这是另一天的咆哮。）