深入解析：线程安全相关的注解

      主要有下面三个加在类上的线程安全相关的注解。

一.@Immutable

        标记一个类为不可变的。这意味着该类的实例在构造完成后，其状态（数据）永远不能被更改。实现不可变性的严格条件（Java内存模型中的定义）：

1. 所有字段都是 final 的：这确保了在构造函数执行完毕后，所有字段的引用对其他线程是可见的（通过 final 的语义保障），并且引用不能再指向其他对象。

2. 类本身被声明为 final：防止子类覆盖其方法并意外地改变状态（“破坏性继承”）。

3. this 引用没有逸出：在构造函数执行期间，this 引用不能提供给其他代码，防止其他代码在对象完全构造之前就看到它。

4. 对可变状态的正确管理：

   如果类包含对可变对象的引用（例如，一个 final List<String>），那么必须：

• 如果需要返回内部可变状态，返回其防御性拷贝，而不是原始引用。
• 不要提供任何可以修改这些可变状态的方法（如setter）。
• 在构造函数中，深度拷贝任何传入的可变参数，而不是直接存储其引用。

下面是注解源码：

       可以发现有两个地方存在@Immutable注解，它们的来源不一样，我们应该使用第一个并发包下的注解。第二个不太稳定。

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// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by FernFlower decompiler)
//
package javax.annotation.concurrent;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Documented
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
public @interface Immutable {
}

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// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by FernFlower decompiler)
//
package jdk.nashorn.internal.ir.annotations;
public @interface Immutable {
}

总结

• javax.annotation.concurrent.Immutable：是公共的、受支持的、有用的并发编程工具注解，用于文档化和静态分析。

• jdk.nashorn.internal.ir.annotations.Immutable：是内部的、已废弃的、特化的JDK实现细节注解，与应用程序开发无关。

二.@ThreadSafe

       标记一个类是线程安全的。这意味着该类的实例可以在多线程环境下被安全地并发使用，其内部方法会维护状态的一致性。

实现方式（多种途径）：

1. 无状态：类没有任何字段，自然是线程安全的。（如：只包含静态工具方法的类）。

2. 使用不可变状态：即类本身是 @Immutable 的。

3. 使用内置锁 (synchronized)：通过同步方法或同步代码块来保护所有访问状态的临界区。

4. 使用并发容器：例如，使用 ConcurrentHashMap 代替 HashMap，使用 AtomicInteger 代替 int。

5. 使用显式锁 (java.util.concurrent.locks.Lock)：提供更灵活的锁定机制。

       下面是concurrent包下的注解源码。（其实java中还有别的@ThreadSafe注解，问题与上面一个注解类似，有不同的来源，主要使用下面这个）

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// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by FernFlower decompiler)
//
package javax.annotation.concurrent;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Documented
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
public @interface ThreadSafe {
}

三.@NotThreadSafe

       明确标记一个类是非线程安全的。这意味着该类的实例不能在多线程间共享，除非由调用者通过外部手段（如外部同步）来协调访问。

为什么需要它？

• 默认情况：Java中的大多数类（如 ArrayList, HashMap, StringBuilder）默认都是非线程安全的，以实现最佳性能。

• 明确警示：加上此注解是一个非常好的实践，它明确地告诉使用者：“注意！这个类不是线程安全的，你不能直接在多线程环境下使用它”，避免了潜在的误用和难以发现的并发Bug。

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// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by FernFlower decompiler)
//
package javax.annotation.concurrent;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Documented
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
public @interface NotThreadSafe {
}