11. 线程安全和不可变性

竞态条件仅在多个线程都在访问同一个资源，并且一到多个线程写入该资源时发生。如果多个线程只是读同一个资源，竞态条件就不会发生。

我们可以通过让共享对象变成不可变的，确保线程之间共享的对象永远不会被任何线程更新，从而实现线程安全。如下是一个示例：

public class ImmutableValue{
  private int value = 0;
  public ImmutableValue(int value){
    this.value = value;
  }
  public int getValue(){
    return this.value;
  }
}

请注意，ImmutableValue 实例的值是如何传递到构造器的。还请注意这里没有 setter 方法，所以一旦 ImmutableValue 实例被创建，我们就没法修改它的值。于是它就成了不可变的。不过，我们可以用 getValue() 方法读它。

如果需要在 ImmutableValue 实例上执行某个操作，可以通过返回一个新的实例来实现，这个新实例带有该操作的结果值。如下是一个相加操作的示例：

public class ImmutableValue{
  private int value = 0;
  public ImmutableValue(int value){
    this.value = value;
  }
  public int getValue(){
    return this.value;
  }
  public ImmutableValue add(int valueToAdd){
      return new ImmutableValue(this.value + valueToAdd);
  }
}

请注意，这里 add() 方法返回一个新的 ImmutableValue 实例，并把相加操作的结果传入新实例的构造器，而不是直接把值加给原来的 ImmutableValue 实例本身。

引用不是线程安全的！

重要的是要记住，即使对象是不可变的，因而是线程安全的，这个对象的引用也可能不是线程安全的。请看下面这个例子：

public class Calculator{
  private ImmutableValue currentValue = null;
  public ImmutableValue getValue(){
    return currentValue;
  }
  public void setValue(ImmutableValue newValue){
    this.currentValue = newValue;
  }
  public void add(int newValue){
    this.currentValue = this.currentValue.add(newValue);
  }
}

Calculator 持有对 ImmutableValue 实例的一个引用。通过 setValue() 和 add() 方法都可以修改该引用。因此，即使 Calculator 类在内部使用了一个不可变的对象，但是它本身不是不可变的，因此也不是线程安全的。换句话说：ImmutableValue 类是线程安全的，但是它的使用不是。这是当试着通过不可变性实现线程安全时要记住的事情。

为让 Calculator 类变成线程安全的，可以用 synchronized 声明 getValue()、setValue() 和 add() 方法。这样做就会见效。