无锁编程：采用不可变类减少锁的使用

很多的同学很少使用、或者干脆不了解不可变类（Immutable Class）。直观上很容易认为Immutable类效率不高，或者难以理解他的使用场景。其实不可变类是非常有用的，可以提高并行编程的效率和优化设计。让我们跳过一些宽泛的介绍，从一个常见的并行编程场景说起：

假设系统需要实时地处理大量的订单，这些订单的处理依赖于用户的配置，例如用户的会员级别、支付方式等。程序需要通过这些配置的参数来计算订单的价格。而用户配置同时被另外一些线程更新。显然，我们在订单计算的过程中保持配置的一致性。

上面的例子是我虚拟出来的，但是类似的场景非常常见--线程A实时地大量地处理请求；线程B偶尔地修改线程A依赖的配置信息。我们陷入这样的两难：

1，为了保持配置的一致性，我们不得不在线程A和线程B上，对配置的读和写都加锁，才能保障配置的一致性。这样才能保证请求处理过程中，不会出现某些配置项被更新了，而另外一些没有；或者处理中开始使用的是旧配置，而后又使用新的配置。（听起来类似于数据库的脏读问题）

2，另一方面，线程A明显比线程B更繁忙，为了偶尔一次的配置更新，为每秒数以万次的请求处理加锁，显然代价太高了。

解决方案

解决方案有两种：

第一种是，采用ReadWriteLock。这是最常见的方式。

对读操作加读锁，对写操作加写锁。如果没有正在发生的写操作，读锁的代价很低。

第二种是，采用不可变对象来保存配置信息，用替换配置对象的方式，而不是修改配置对象的方式，来更新配置信息。让我们来思考一下这么做的利弊：

1）对于订单处理线程A来说，它不再需要加锁了！因为用于保存配置的对象是不可变对象。我们要么读取的是一个旧的配置对象，要么是一个新的配置对象（新的配置对象覆盖了旧的配置对象）。不会出现“脏读”的情况。

2）对于用于更新配置的线程B，它的负担加重了 -- 更新任何一项配置，都必须重新创建一个新的不可变对象，然后把更新的新的属性和其他旧属性赋给新的对象，最后覆盖旧的对象，被抛弃的旧对象还增加了GC的负担。而原本，这一切只要一个set操作就能完成。

我们如何衡量利弊呢？经常，这是非常划算的，线程A和线程B的工作量可能相差几个数量级。用线程B压力的增加（其实不值一提）来换取线程A可以不用锁，效率应该会有很大提升。

代码及性能测试

让我们用代码来测试一下哪个解决方案更好。

方案一：采用ReentrantReadWriteLock来加读写锁：

一个普通的配置类，保存了用户的优惠信息，包括会员优惠和特殊节日优惠，在计算订单总价的时候用到：

public class AccountConfig {  private double membershipDiscount;  private double specialEventDiscount;    public AccountConfig(double membershipDiscount, double specialEventDiscount)  {    this.membershipDiscount = membershipDiscount;    this.specialEventDiscount = specialEventDiscount;  }  public double getMembershipDiscount() {    return membershipDiscount;  }  public void setMembershipDiscount(double membershipDiscount) {    this.membershipDiscount = membershipDiscount;  }  public double getSpecialEventDiscount() {    return specialEventDiscount;  }  public void setSpecialEventDiscount(double specialEventDiscount) {    this.specialEventDiscount = specialEventDiscount;  }}

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原标题：无锁编程：采用不可变类减少锁的使用

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