如何在Java中实现对象计数器

Question

面试官问我

如何实现类Foo,您可以在其中计算该类的实例.有更多的线程正在创建该类Foo的实例.

我用以下代码回复了这个问题

public class Foo {
    private static int count = 0;

    public Foo() {
    incrementCount();
    }

    public void incrementCount() {
        synchronize (Foo.class) {
            count++;
        }
    }
} 

她再次问我这个问题

如果线程结束,计数器应该减少,你怎么能这样做？

我没有回答这个问题.

我知道finalize()方法,但它取决于Garbage collector调用此方法时,即使我们覆盖finalize().

我还没有解决方案,你能解释一下吗？

Answer 1

你可以将Thread包含Runnable在另一个Runnable会减少计数器的内部:

Thread createThread(final Runnable r) {
  return new Thread(new Runnable() {
    @Override public void run() {
      try {
        r.run();
      } finally {
        Foo.decrementCounter();
      }
    }
  });
}

这个问题是如果Runnable r创建Foo的多个实例.您必须以某种方式跟踪线程创建的实例数.您可以使用a ThreadLocal<Integer>,然后decrementCounter()在finally块中调用适当的次数.请参阅下面的完整工作示例.

如果你可以避免它,你不应该依赖GC的行为,因为它是非常不可预测的!如果你坚持要处理垃圾收集器,那么你应该使用引用队列 - 并且要正确使用它,你应该研究对象可达性的概念:http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api /index.html?java/lang/ref/package-summary.html

作为最后一点,如果我正在采访你,我会试着让你意识到你提出的代码并不能完全满足要求:你必须要上课final,或者方法incrementCount() final或者private.或者,更容易,您可以在实例初始化程序块中递增计数:无需考虑在子类中重写的方法或不添加计数的新添加的构造函数.

一个完整的例子:

public class Foo {
  private static final AtomicInteger liveInstances = new AtomicInteger(0);
  private static final ThreadLocal<Integer> threadLocalLiveInstances = new ThreadLocal<Integer>() {
    @Override protected Integer initialValue() { return 0; }
  }

  // instance initializer (so you won't have problems with multiple constructors or virtual methods called from them):
  {
    liveInstances.incrementAndGet();
    threadLocalLiveInstances.set(threadLocalLiveInstances.get() + 1);
  }

  public static int getTotalLiveInstances() {
    return liveInstances.get();
  }

  public static int getThreadLocalLiveInstances() {
    return threadLocalLiveInstances.get();
  }

  public static void decrementInstanceCount() {
    threadLocalLiveInstances.set(threadLocalLiveInstances.get() - 1);
    liveInstaces.decrementAndGet();
  }

  // ... rest of the code of the class ...
}

class FooCountingThreadFactory implements ThreadFactory {
  public Thread newThread(final Runnable r) {
    return new Thread(new Runnable() {
      @Override public void run() {
        try {
          r.run();
        } finally {
          while (Foo.getThreadLocalLiveInstances() > 0) {
            Foo.decrementInstanceCount();
          }
        }
      }
    });
  }
}

这样,您可以将此ThreadFactory提供给线程池,例如,或者您可以在构建线程时自己使用它: (new FooCountingThreadFactory()).newThread(job);

无论如何,这种方法仍然存在问题:如果一个线程创建实例Foo并将它们存储在全局范围(读取:static字段),那么这些实例在线程死亡后仍然存活,并且计数器将全部相同地递减到0.