Java：线程共享数据的框架

Question

我已经编写了一些多线程爱好程序，并且在我之前的（工程/物理）研究中也编写了一些程序，因此我认为自己在同步/线程安全和原语领域拥有高于初学者的知识，这是普通用户发现的 。

我发现我需要什么，并且没有正确的方法将类的实例或静态成员标记为由不同线程共享 想想看，我们有诸如 private/protected/public 之类的访问规则，以及如何命名 getter/setter 的约定以及很多东西。

但是线程呢？如果我想将变量标记为线程共享并让它遵循某些规则怎么办？易失性/原子引用可能可以完成这项工作，但有时您确实需要使用互斥体。当你手动必须记住使用某些东西时......你会忘记它:) - 在某些时候。

所以我有了一个想法，我发现我不是第一个，我还查看了 http://checkthread。 org/example-threadsafe.html - 他们似乎有一个相当不错的代码分析器，我稍后可能会尝试它，这让我可以做一些我想做的事情。

但回到最初的问题。假设我们需要比消息传递框架更底层的东西，并且需要比原始互斥体更高层次的东西......我们有什么......呃......什么都没有？

所以基本上，我所做的是一种纯 java 超级简单的线程框架，它允许您将类成员声明为共享或非共享......好吧:)。

下面是一个如何使用它的示例：

public class SimClient extends AbstractLooper {

    private static final int DEFAULT_HEARTBEAT_TIMEOUT_MILLIS = 2000;
    // Accessed by single threads only
    private final SocketAddress socketAddress;
    private final Parser parser;
    private final Callback cb;
    private final Heart heart;
    private boolean lookingForFirstMsg = true;
    private BufferedInputStream is;
    // May be accessed by several threads (T*)  
    private final Shared<AllThreadsVars> shared = new Shared<>(new AllThreadsVars());

.
.
.
.

    static class AllThreadsVars {

        public boolean connected = false;
        public Socket socket = new Socket();
        public BufferedOutputStream os = null;
        public long lastMessageAt = 0;
    }

要访问标记为线程共享的变量，您必须向共享对象发送一个类似 runnable 的函子：

public final void transmit(final byte[] data) {
    shared.run(new SharedRunnable<AllThreadsVars, Object, Object>() {

        @Override
        public Object run(final AllThreadsVars sharedVariable, final Object input) {
            try {
                if (sharedVariable.socket.isConnected() && sharedVariable.os != null) {
                    sharedVariable.os.write(data);
                    sharedVariable.os.flush();
                }
            } catch (final Exception e) { // Disconnected
                setLastMessageAt(0);
            }
            return null;
        }
    }, null);
}

共享 runnable 的定义如下：

public interface SharedRunnable<SHARED_TYPE, INPUT, OUTPUT> {
    OUTPUT run(final SHARED_TYPE s, final INPUT input);
}

这是要去哪里？ 好吧，这给了我帮助（是的，你可以泄漏并破坏它，但可能性很小），我可以将变量集（不仅仅是变量）标记为线程共享，一旦完成，就可以在编译时保证它（我不能忘记同步某些方法）。它还允许我标准化和执行测试，以在编译时查找可能的死锁（尽管 atm 我只在运行时实现它，因为使用上述框架在编译时执行它可能需要的不仅仅是 java 编译器）。

基本上这对我来说非常有用，我想知道我是否只是在这里重新发明轮子，或者这可能是一些我不知道的反模式。而且我真的不知道该问谁。 （哦，是的，Shared.run(SharedRunnable r, INPUT input) 的工作原理就像

private final <OUTPUT, INPUT> OUTPUT run(final SharedRunnable<SHARED_TYPE, INPUT, OUTPUT> r, final INPUT input) { 
    try {
        lock.lock();
        return r.run(sharedVariable, input);
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

这只是我自己的实验，所以它还没有真正完成不管怎样，但我现在有一个不错的项目正在使用它，它确实帮了很多忙。

Answer 1

你的意思是像这个？ （可以通过 findbugs 等工具强制执行。）

Answer 2

如果您有应该共享的值，最好的方法是将其封装在类中。这样调用者就不需要知道你正在使用什么线程模型。如果你想知道内部使用什么模型，你可以阅读源代码，但是调用者不能忘记正确访问ConcurrentMap（例如），因为它的所有方法都是线程安全的。