Java中的不可变对象与线程安全-优快云博客

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本文探讨了Java中的日期转换问题及其线程不安全的解决方案，强调了不可变对象在确保线程安全中的作用。介绍了final关键字在创建不可变对象中的应用，如DateTimeFormatter和String类。此外，文章还讨论了享元模式在对象重用中的应用，以及自定义连接池的实现。最后，阐述了final变量的原理和无状态类的概念。

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7.1 日期转换的问题

问题提出，下面的代码在运行时，由于 SimpleDateFormat 不是线程安全的，有很大几率出现 java.lang.NumberFormatException 或者出现不正确的日期解析结果。

 SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    log.debug("{}", sdf.parse("1951-04-21"));
                } catch (Exception e) {
                    log.error("{}", e);
                }
            }).start();
        }

有很大几率出现 java.lang.NumberFormatException 或者出现不正确的日期解析结果，例如：

解决方案

方案一：加锁

方案二：使用DateTimeFormatter

思路 - 不可变对象

如果一个对象在不能够修改其内部状态（属性），那么它就是线程安全的，因为不存在并发修改，这样的对象在 Java 中有很多，例如在 Java 8 后，提供了一个新的日期格式化类DateTimeFormatter：

DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                LocalDate date = dtf.parse("2018-10-01", LocalDate::from);
                log.debug("{}", date);
            }).start();
        }

7.2 不可变设计

更多不可变类的知识，可参考这这里

final类的知识，参考这里

另一个大家更为熟悉的 String 类也是不可变的，以它为例，说明一下不可变类设计的要素

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];
    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0
    // ...
}

final 的使用

发现该类、类中所有属性都是 final 的

属性用 final 修饰保证了该属性是只读的，不能修改

类用 final 修饰保证了该类中的方法不能被覆盖，防止子类无意间破坏不可变性

保护性拷贝

String的构造方法，传递字符串数组，通过数组拷贝实现数据的安全性，这也是一种保护性拷贝。如果其他线程都用同一个数组，那么其他线程修改了那数据就不能保证数据的安全性。

但有同学会说，使用字符串时，也有一些跟修改相关的方法啊，比如 substring 等，那么下面就看一看这些方法是如何实现的，就以 substring 为例：

 public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
        if (beginIndex < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
        }
        if (endIndex > value.l