为 NavigableMap 编写同步的线程安全包装器

Question

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

• synchronizedCollection(Collection<T> c)
• synchronizedList(List<T> list)
• synchronizedMap(Map<K,V> m)
• synchronizedSet(Set<T> s)
• synchronizedSortedMap(SortedMap<K,V> m)
• synchronizedSortedSet(SortedSet<T> s)

类似地，它也有 6 个unmodifiedXXX 重载。

这里明显的遗漏是NavigableMap<K,V> 的实用方法。 extends SortedMap 确实如此，但 SortedSet extends Set 和 Set extends Collection 和 Collections 也有专用于 SortedSet 和 Set 的实用程序方法。大概NavigableMap 是一个有用的抽象，否则它一开始就不存在，但是没有实用方法。

所以问题是：

• Collections 没有为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？
  • 看一眼source code for OpenJDK version of Collections.java 似乎暗示这只是一个“机械”过程
    • 是不是一般情况下可以像这样添加synchronized线程安全特性？
    • 如果是这样一个机械过程，能不能自动化？ （Eclipse 插件等）
    • 这种代码重复是必要的，还是可以通过不同的 OOP 设计模式避免？

Answer 1

这是一个疏忽。 The fix is in progress.

乔希写道：

“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，尽管我们没有一个工程师期待 编写（和测试）所有那些令人麻木的转发方法。 发布日期：2006-08-21 00:50:41.0

这需要一些时间。

更新：至于手动实现它，您可以考虑劫持java.util 包，因为您想扩展声明为私有包的static class SynchronizedSortedMap<K, V>。否则它将是大量的代码复制粘贴。下面是开场白：

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 相同的方式对它们进行编码。这是一个例子：

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

请注意，返回例如 Set 的方法您还需要将其包装在 SynchronizedSet 中。同样，请参阅 SynchronizedMap 和 SynchronizedSortedMap 来源以获得见解：)

我不认为它（能够）是一个机械过程，因为它涉及很多因素。

Answer 2

是不是一般情况下可以加 同步线程安全特性 像这样？

我相信这是真的。线程安全的定义是（IMO），

一个类是线程安全的，如果在没有任何外部同步的情况下从多线程调用时，它的所有方法都不会发生错误行为（从单个线程使用时不会发生）。

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

这可能也是 EJB 背后的理念。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 EJB 规范可以说“您不必担心线程安全”的原因。

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：

有没有具体的原因 集合不提供实用程序 NavigableMap 的方法？

我同意斯蒂芬的观点。

你会如何写你自己的 NavigableMap 的同步包装器？

喜欢我的示例代码..

是不是一般情况下可以加 同步线程安全特性 像这样？如果是这样的机械 流程，可以自动化吗？ （蚀 插件等）

是的，我认为它很容易实现自动化。

1. 实现接口
2. 制作2个字段；一个用于互斥锁，一个用于主题。
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体。

是否有必要重复此代码，或者 是否可以避免 不同的 OOP 设计模式？

喜欢Set、Map 等？听起来我不可能以“正常”的方式解决它..

Answer 3

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

我想不出具体的原因。要么是

• 疏忽，
• “几乎没有人会使用它”的案例，或者
• 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，要么找第三方库，要么自己实现。

一般来说你可以像这样添加同步线程安全特性是真的吗？

一般不会。您需要了解要绑定的类的语义，以使线程安全，以确定包装器是否足够。

如果是这样一个机械过程，它可以自动化吗？ （Eclipse插件等）

不...见上文。

这种代码重复是必要的，还是可以通过不同的 OOP 设计模式避免？

我不认为这是可以避免的。这种事情通常需要对元编程的语言支持，或者对于编写包装类的特定情况。设计模式不会为你做那种事情。

Answer 4

仅供参考，Java 8 现在有了它：

private NavigableMap<Date,T> map = Collections.synchronizedNavigableMap(...);

Please see the Java8 Doc on Navigable Map