Java Concurrency 6 - Don't Share!

預防勝於治療

不要share memory是最簡單規避multithreading coordination的方法！
怎麼做？

confined to a single thread

例如限定某個物件只能在某個thread上執行，進而實現了"singlethreaded"的要求。
不過這必須在program structure設計上著手，Java只能提供輔助性的class來達成thread confinement。不過這類的設計（稱為ad-hoc thread confinement）是很脆弱的，因為沒有語言層面的支援，純粹靠設計者的架構，通常用在UI Subsystem，讓UI access變成single threaded。

Stack confinement (within-thread, thread-local confinement)

local variable所在的記憶體scope會是同一個stack，所以宣告local variable就只有其包含的thread能access。這個有用到語言runtime結構的支持，所以比ad-hoc confinement好一些，可靠一些。

在Java中，沒有任何方式可以share local primitive type variable across threads。

但是對local object reference來說，是有可能被publish出去給其他thread看到的。另外雖然在withi-thread confinement的限制中，使用non-thread safety不會造成問題，但是這邊又變成依賴programmer的記性和架構，這是不利的地方，除非能夠被明確的documented。

ThreadLocal

較為正式的做法是使用Java ThreadLocal class。

簡單說來，就是某個object經過ThreadLocal包裹之後，每個thread都會有一個object copy，透過accessors來update或取得自己thread內的object，彼此互不干擾。

這通常是class中某個private static member，希望是可以在程式內是globally accessible，但是又希望每個thread有自己的值，例如每個thread有自己的global  temporary buffer，random ID等等。

例如以下範例，每個thread會拿到自己的一份connection instance:

這個ThreadLocal object會存在Thread object裡面，當thread結束後，自然也會被garbage collected。

不過由於ThreadLocal通常用在global object，所以還是要遵守盡量不要使用global object的原則。

Immutable Object （Java final keyword)

stateless object出生就是天然thread-safe，不廢話！
要做一個stateless class，其所有data members必須要是final，且沒有任何escape機會。

對了注意object reference immutable不等於object 真的immutable。“部分states immutable"的object還是比所有states都mutable的object來得少問題，盡量宣告自己的class field final。