java枚舉是怎樣保證線程安全的

這篇文章主要介紹java枚舉是怎樣保證線程安全的，文中介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

前言

寫在前面：Java SE5提供了一種新的類型-Java的枚舉類型，關(guān)鍵字enum可以將一組具名的值的有限集合創(chuàng)建為一種新的類型，而這些具名的值可以作為常規(guī)的程序組件使用，這是一種非常有用的功能。本文將深入分析枚舉的源碼，看一看枚舉是怎么實(shí)現(xiàn)的，他是如何保證線程安全的，以及為什么用枚舉實(shí)現(xiàn)的單例是最好的方式。

枚舉是如何保證線程安全的

要想看源碼，首先得有一個(gè)類吧，那么枚舉類型到底是什么類呢？是enum嗎？答案很明顯不是，enum就和class一樣，只是一個(gè)關(guān)鍵字，他并不是一個(gè)類，那么枚舉是由什么類維護(hù)的呢，我們簡單的寫一個(gè)枚舉：

public enum t {
SPRING,SUMMER,AUTUMN,WINTER;
}

然后我們使用反編譯，看看這段代碼到底是怎么實(shí)現(xiàn)的，反編譯（Java的反編譯）后代碼內(nèi)容如下：

public final class T extends Enum
{
private T(String s, int i)
{
super(s, i);
}
public static T[] values()
{
T at[];
int i;
T at1[];
System.arraycopy(at = ENUM$VALUES, 0, at1 = new T[i = at.length], 0, i);
return at1;
}
public static T valueOf(String s)
{
return (T)Enum.valueOf(demo/T, s);
}
public static final T SPRING;
public static final T SUMMER;
public static final T AUTUMN;
public static final T WINTER;
private static final T ENUM$VALUES[];
static
{
SPRING = new T("SPRING", 0);
SUMMER = new T("SUMMER", 1);
AUTUMN = new T("AUTUMN", 2);
WINTER = new T("WINTER", 3);
ENUM$VALUES = (new T[] {
SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER
});
}
}

通過反編譯后代碼我們可以看到，public final class T extends Enum，說明，該類是繼承了Enum類的，同時(shí)final關(guān)鍵字告訴我們，這個(gè)類也是不能被繼承的。當(dāng)我們使用enmu來定義一個(gè)枚舉類型的時(shí)候，編譯器會自動幫我們創(chuàng)建一個(gè)final類型的類繼承Enum類,所以枚舉類型不能被繼承，我們看到這個(gè)類中有幾個(gè)屬性和方法。

我們可以看到：

public static final T SPRING;
public static final T SUMMER;
public static final T AUTUMN;
public static final T WINTER;
private static final T ENUM$VALUES[];
static
{
SPRING = new T("SPRING", 0);
SUMMER = new T("SUMMER", 1);
AUTUMN = new T("AUTUMN", 2);
WINTER = new T("WINTER", 3);
ENUM$VALUES = (new T[] {
SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER
});
}

都是static類型的，因?yàn)閟tatic類型的屬性會在類被加載之后被初始化，我們在深度分析Java的ClassLoader機(jī)制（源碼級別）和Java類的加載、鏈接和初始化兩個(gè)文章中分別介紹過，當(dāng)一個(gè)Java類第一次被真正使用到的時(shí)候靜態(tài)資源被初始化、Java類的加載和初始化過程都是線程安全的。所以，創(chuàng)建一個(gè)enum類型是線程安全的。

為什么用枚舉實(shí)現(xiàn)的單例是最好的方式

在[轉(zhuǎn)+注]單例模式的七種寫法中，我們看到一共有七種實(shí)現(xiàn)單例的方式，其中，Effective Java作者Josh Bloch 提倡使用枚舉的方式，既然大神說這種方式好，那我們就要知道它為什么好？

1. 枚舉寫法簡單

寫法簡單這個(gè)大家看看[轉(zhuǎn)+注]單例模式的七種寫法里面的實(shí)現(xiàn)就知道區(qū)別了。

public enum EasySingleton{
INSTANCE;
}

你可以通過EasySingleton.INSTANCE來訪問。

2. 枚舉自己處理序列化

我們知道，以前的所有的單例模式都有一個(gè)比較大的問題，就是一旦實(shí)現(xiàn)了Serializable接口之后，就不再是單例得了，因?yàn)椋看握{(diào)用 readObject()方法返回的都是一個(gè)新創(chuàng)建出來的對象，有一種解決辦法就是使用readResolve()方法來避免此事發(fā)生。

但是，**為了保證枚舉類型像Java規(guī)范中所說的那樣，每一個(gè)枚舉類型極其定義的枚舉變量在JVM中都是唯一的，在枚舉類型的序列化和反序列化上，Java做了特殊的規(guī)定。原文如下：

Enum constants are serialized differently than ordinary serializable or externalizable objects. The serialized form of an enum constant consists solely of its name; field values of the constant are not present in the form. To serialize an enum constant, ObjectOutputStream writes the value returned by the enum constant's name method. To deserialize an enum constant, ObjectInputStream reads the constant name from the stream; the deserialized constant is then obtained by calling the java.lang.Enum.valueOf method, passing the constant's enum type along with the received constant name as arguments. Like other serializable or externalizable objects, enum constants can function as the targets of back references appearing subsequently in the serialization stream. The process by which enum constants are serialized cannot be customized: any class-specific writeObject, readObject, readObjectNoData, writeReplace, and readResolve methods defined by enum types are ignored during serialization and deserialization. Similarly, any serialPersistentFields or serialVersionUID field declarations are also ignored--all enum types have a fixedserialVersionUID of 0L. Documenting serializable fields and data for enum types is unnecessary, since there is no variation in the type of data sent.

大概意思就是說，在序列化的時(shí)候Java僅僅是將枚舉對象的name屬性輸出到結(jié)果中，反序列化的時(shí)候則是通過java.lang.Enum的valueOf方法來根據(jù)名字查找枚舉對象。

同時(shí)，編譯器是不允許任何對這種序列化機(jī)制的定制的，因此禁用了writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法。 我們看一下這個(gè)valueOf方法：

public static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType,String name) { 
T result = enumType.enumConstantDirectory().get(name); 
if (result != null) 
return result; 
if (name == null) 
throw new NullPointerException("Name is null"); 
throw new IllegalArgumentException( 
"No enum const " + enumType +"." + name); 
}

從代碼中可以看到，代碼會嘗試從調(diào)用enumType這個(gè)Class對象的enumConstantDirectory()方法返回的map中獲取名字為name的枚舉對象，如果不存在就會拋出異常。

再進(jìn)一步跟到enumConstantDirectory()方法，就會發(fā)現(xiàn)到最后會以反射的方式調(diào)用enumType這個(gè)類型的values()靜態(tài)方法，也就是上面我們看到的編譯器為我們創(chuàng)建的那個(gè)方法，然后用返回結(jié)果填充enumType這個(gè)Class對象中的enumConstantDirectory屬性。

所以，JVM對序列化有保證。

3.枚舉實(shí)例創(chuàng)建是thread-safe(線程安全的)

當(dāng)一個(gè)Java類第一次被真正使用到的時(shí)候靜態(tài)資源被初始化、Java類的加載和初始化過程都是線程安全的。所以，創(chuàng)建一個(gè)enum類型是線程安全的。

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