为 NavigableMap 编写同步线程安全包装器

Question

java.util.Collections 目前提供以下实用方法来为各种集合接口创建同步包装器：

• synchronizedCollection(Collectionc)
• synchronizedList(List;列表）
• synchronizedMap(Mapm)
• synchronizedSet(Set; s)
• synchronizedSortedMap(SortedMapm)
• synchronizedSortedSet(SortedSets)

类似地，它也有 6 个 unmodifiedXXX 重载。

这里明显的遗漏是 的实用方法NavigableMap。确实，它扩展了 SortedMap，但 SortedSet 扩展了 Set、Set 扩展了 Collection 以及 Collections 也扩展了SortedSet 和 Set 的专用实用方法。据推测，NavigableMap 是一个有用的抽象，否则它一开始就不会存在，但还没有针对它的实用方法。

所以问题是：

• Collections 不为 NavigableMap 提供实用方法是否有特定原因？
• 您将如何为 NavigableMap 编写自己的 synchronized 包装器？
  • 浏览OpenJDK 版本 Collections.java 的源代码似乎表明这只是一个“机械”过程
    • 一般来说，您真的可以添加这样的同步线程安全功能吗？
    • 如果这是一个机械过程，可以自动化吗？ （Eclipse插件等）
    • 此代码重复是否必要，或者可以通过不同的 OOP 设计模式来避免吗？

Answer 1

这是一个疏忽。 修复是在 Java 8 中添加的。

乔什写道：

“他们绝对属于那里。他们的缺席是无意的。
我们应该尽快把它们放进去。”

我同意，尽管我们工程师都没有期待
编写（和测试）所有那些令人头脑麻木的转发方法。
发布日期：2006-08-21 00:50:41.0

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如果您还没有使用 Java 8，您可以考虑劫持 java.util 包，因为您想扩展 静态类 SynchronizedSortedMap 被声明为包私有。否则就会有大量的代码复制粘贴。首先是：

package java.util;

import java.util.Collections.SynchronizedSortedMap;

public class NewCollections {

    public static <K, V> NavigableMap<K, V> synchronizedNavigableMap(NavigableMap<K, V> m) {
        return new SynchronizedNavigableMap<K, V>(m);
    }

    static class SynchronizedNavigableMap<K, V> extends SynchronizedSortedMap<K, V> implements NavigableMap<K, V> {
        private final NavigableMap<K, V> sm;

        SynchronizedNavigableMap(NavigableMap<K, V> m) {
            super(m);
            sm = m;
        }

        SynchronizedNavigableMap(NavigableMap<K, V> m, Object mutex) {
            super(m, mutex);
            sm = m;
        }

    }
}

让 IDE 自动生成 NavigableMap 的未实现方法，并以与 SynchronizedSortedMap 相同的方式对其进行编码。这是一个示例：

        @Override
        public K ceilingKey(K key) {
            synchronized (mutex) { return sm.ceilingKey(key); }
        }

请注意，返回 Set 的方法也需要将其包装在 SynchronizedSet 中。再次，请参阅 SynchronizedMap 和 SynchronizedSortedMap 来源以获得见解:)

我不认为它是（能够）一个机械过程，因为它涉及很多因素。

Answer 2

一般来说你可以添加吗？
同步线程安全特性
像这样吗？

我相信这是真的。线程安全的定义是（IMO），

如果从多线程调用时没有任何不正确的行为（从单个线程使用时不会发生）可以发生在它的所有方法上，则该类是线程安全的。外部同步。

现在，下面的代码将确保“Something”永远不会被多个线程调用，对吗？因此，我相信不会因为被多线程调用而出现不良行为；它永远不会从多个线程调用！

这可能也是EJB 背后的想法。无状态 EJB 永远不会被多个线程调用（由容器强制执行）。这就是为什么 EJB 规范可以说“您不必担心线程安全”。

public class MakeSomethingThreadSafe implements Something {
    private final Object lock = new Object();
    private final Something subject;

    public MakeSomethingThreadSafe(Something subject){
        this.subject = subject;
    }

    public void someMethod(){
        synchronized(lock){
            subject.someMethod();
        }
    }
}

或者我错过了什么？

为了使帖子完整：

有什么具体原因吗
集合不提供实用性
NavigableMap 的方法？

我同意斯蒂芬的观点。

你会如何写自己的
NavigableMap 的同步包装器？

就像我的示例代码一样..

一般来说你可以添加吗？
同步线程安全特性
像这样？如果是这样的机械
流程，能自动化吗？ （蚀
插件等）

是的，我认为它可以很容易地实现自动化。

1. 实现接口
2. Make 2字段；一种用于互斥锁，一种用于主题。
3. 创建一个构造函数来注入主题。
4. 使每个方法同步并委托给主题。

此代码是否需要重复，或者
它可以被避免吗
不同的OOP设计模式？

比如 Set、Map 等？对我来说，以“正常”方式解决这个问题似乎不可能。

Answer 3

仅供参考，Java 8 现在拥有它：

private NavigableMap地图 = Collections.synchronizedNavigableMap(...);

请参阅 Navigable Map 上的 Java8 文档

Answer 4

Collections 不为 NavigableMap 提供实用方法有什么具体原因吗？

我想不出具体的原因。这要么是

• 一个疏忽，
• 要么是“几乎没有人会使用它”的情况，要么
• 可能存在一些不明显的技术困难。

但无论哪种情况，原因并不重要。实用方法不存在，所以要么找第三方库，要么自己实现。

一般来说，您是否可以像这样添加同步线程安全功能？

一般来说没有。您需要了解所绑定的类的语义，以确保线程安全，以确定包装器是否足够。

如果是这样一个机械过程，可以自动化吗？ （Eclipse插件等）

否...见上文。

此代码重复是否必要，或者是否可以通过不同的 OOP 设计模式来避免？

我认为这是无法避免的。一般来说，这种事情需要对元编程或编写包装类的特定情况的语言支持。设计模式不会为你做那样的事情。