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Java程序员应该知道的10个面向对象理论

本文由 ImportNew唐小娟 翻译自 Javarevisited。如需转载本文,请先参见文章末尾处的转载要求。

面向对象理论是面向对象编程的核心,但是我发现大部分Java程序员热衷于像单例模式、装饰者模式或观察者模式这样的设计模式,而并没有十分注意学习面向对象的分析和设计。学习面向编程的基础(如抽象,封装,多态,继承等)是非常重要的,而运用它们来设计干净的模块也同样重要。我也认识很多不同等级的程序员,他们没有听过这些面向对象理论,或者不知道某个设计理论有什么好处,或者如何在编码中使用这些设计理论。

我们起码要设计出高度一致而且松散耦合的代码。Apache和Sun的源代码就是学习Java面向对象理论的非常好的例子。JDK遵循了一些设计模式,譬如在BorderFactory中使用工厂模式,Runtime类中使用单例模式,java.io中的许多类中使用装饰者模式。如果你真的对Java编程感兴趣,请先阅读Joshua Bloch的Effective Java,正是他参与编写了Java API。另外两本我喜欢的关于设计模式的书还有,Kathy Sierra等编写的的Head First Design PatternHead First Object Oriented Analysis and Design。这些书帮助理解面向对象理论,并帮助我写出更好的代码。

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一种常见的并发编程场景的处理

对于并发编程,大家想到总是多线程之间对等的临界资源竞争。然而经常会遇到下面这样的场景:

守护线程提供一个临界资源,多个子线程会并发改写该临界资源。大部分时候(99.9%的时间),主线程是不会干涉各个线程之间的竞争的,通常只要该临界资源自己内部处理好同步即可。但是偶尔主线程也会干预一下该临界资源,比如做一些统计,做一个快照,或者复制数据然后清空等。这个操作通常会耗时比较长,并且在此期间不希望有人改写临界资源。如果,主线程与各个子线程使用同样的锁或者synchronized同步,那么在主线程没有作该操作时,各个子线程之间会因为竞争而阻塞,这个阻塞开起来是没有必要的。

这里介绍一个利用volatile变量的特性解决该问题的方案。尝试在性能和数据保护上面达到最大平衡。Atomic变量是采用的寄存器(volatile)变量实现的。用两个变量标志map表当前的状态。而不必在后台线程和众多业务线程之间加锁或者同步,由于在多数情况下volatile变量的性能优于锁(Java 理论与实践: 正确使用 Volatile 变量)。这里只以map表举例,其他保证线程安全的数据结构也适用。

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关于Java中Random的一些使用细节

Random类相信大家都不陌生,但是必须掌握一些特定的细节才能在要求较高的场合用好该变量。这里分析一个多线程环境下Random的使用。

现在面临一个问题:有多个线程需要按照随机的方式取一个令牌,尽量让每个线程取得的令牌不一样,可以认为令牌就是一个数字,如1~100之内的一个整数。那么怎样实现能最好的解决这个问题呢?首先想到的是用一个同步的变量,使用一个getAndIncrement接口,这样每个线程调用这个接口时都能获得一个与其他同时访问该接口不一样的值。当然这不是本帖想要讨论的问题。本帖希望用随机数生成器的方式给每一个线程提供这个接口。

于是一位粗心的同学有了下面这样的接口:

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