76. 保持失败原子性

      有几种途径可以实现这种效果。最简单的办法莫过于设计一个不可变的对象 (详见第 17 条) 。如果对象是不可变的,失败原子性就是显然的。如果一个操作失败了,它可能会阻止创建新的对象,但是永远也不会使已有的对象保持在不一致的状态之中,因为当每个对象被创建之后它就处于一致的状态之中,以后也不会再发生变化。

      对于在可变对象上执行操作的方法,获得失败原子性最常见的办法是,在执行操作之前检查参数的有效性 (详见第 49 条)。这可以使得在对象的状态被修改之前,先抛出适当的异常。比如,以第 7 条中的 Stack.pop 方法为例:

      一种类似的获得失败原子性的办法是,调整计算处理过程的顺序,使得任何可能会失败的计算部分都在对象状态被修改之前发生。如果对参数的检查只有在执行了部分计算之后才能进行,这种办法实际上就是上一种办法的自然扩展。比如,以 TreeMap 的情形为例,它的元素被按照某种特定的顺序做了排序。为了向 中添加元素,该元素的类型就必须是可以利用 TreeMap 的排序准则与其他元素进行比较的。如果企图增加类型不正确的元素,在 tree 以任何方式被修改之前,自然会导致 异常。

      第三种获得失败原子性的办法是,在对象的一份临时拷贝上执行操作,当操作完成之后再用临时拷贝中的结果代替对象的内容。如果数据保存在临时的数据结构中,计算过程会更加迅速,使用这种办法就是件很自然的事。例如,有些排序函数会在执行排序之前,先把它的输入列表备份到一个数组中,以便降低在排序的内循环中访问元素所需要的开销。这是出于性能考虑的做法,但是,它增加了一项优势:即使排序失败,它也能保证输入列表保持原样。

      虽然一般情况下都希望实现失败原子性,但并非总是可以做到。举个例子,如果两个线程企图在没有适当的同步机制的情况下,并发地修改同一个对象,这个对象就有可能被留在不一致的状态之中。因此,在捕获了 ConcurrentModificationException 异常之后再假设对象仍然是可用的,这就是不正确的。错误通常是不可恢复的,因此,当方法抛出 时,不需要努力去保持失败原子性。

      即使在可以实现失败原子性的场合,它也并不总是人们所期望的。对于某些操作,它会显著地增加开销或者复杂性。也就是说, 一旦了解了这个问题,获得失败原子性往往既简单又容易。