A.04. Java の活用

この章では、より発展的な Java の活用と実践について簡単に解説します。
数々の API の使い方と合わせて、様々なプラクティスやイディオムについても含まれます。

参考：Effective Java

目次

• マルチスレッド
  • スレッドプール
  • 遅延初期化
    • スレッドセーフでない実装
    • Double Checked Locking
    • Initialization-on-demand Holder
  • 同期化を支援する仕組み
  • 原子性と可視性
• データ構造
  • ミュータブルとイミュータブル
  • Defensive Copying
  • Builder パターン
• 参照の管理
  • WeakReference
  • WeakHashMap
• 列挙型の活用
  • Singleton パターン
  • Strategy パターン
  • Enum Factory パターン
  • 列挙型とコレクションフレームワーク
• アノテーション
• [New I/O](#New I/O)
  • バッファ
  • チャネル
• [New I/O2](#New I/O2)
  • 非同期チャネル

マルチスレッド

スレッドプール

Android を始めとして、各種の GUI を構築するアプリケーションでは、UI Thread(Main Thread) をブロックする各種の処理のためのスレッド(Worker Thread)を用いた非同期処理を実装する。

UI のイベントに応じてネットワークやデータベース等へアクセスする頻度が高いアプリケーションの場合、イベントが発生するごとに新規にThreadを立ち上げて動作させると、パフォーマンスの問題が発生する。

そこで、ある程度Threadのインスタンスをプールしておき、適宜インスタンスを使いまわしていく仕組みとして、ThreadPoolExecutorを用いる。

この仕組は Android の標準の非同期処理フレームワークであるAsyncTaskでも用いられている。

TODO: Sample code here

遅延初期化

通常、メンバ変数の初期化はコンストラクタで行う。しかし、コンストラクタでの処理がパフォーマンスに影響をおよぼす場合、メンバ変数を、それが必要になった時に初めて初期化をするようにすることで、コンストラクタのパフォーマンスを向上させることが出来る。このようなチューニングのノウハウを遅延初期化と言う。

遅延初期化は、シングルトンパターンの実装にも見られる。

このイディオムは、マルチスレッドで正しく動作させるために工夫が必要になるため、特に理由のない限り、必要なければ使わないことが推奨されている。

スレッドセーフでない実装

メンバ変数を、必要になったタイミングで初期化する単純な実装は以下のとおり。

public class LazyInitializationSample {
    private Map<String, Object> mMap;

    public LazyInitializationSample() {} // コンストラクタで初期化しない

    public void add(String key, Object data) {
        if (mMap == null) { // mMap を使う直前で初期化する
            mMap = new HashMap<String, Object>();
        }
        mMap.put(key, data);
    }
}

Double Checked Locking

Initialization-on-demand Holder

同期化を支援する仕組み

原子性と可視性

データ構造

Defensive Copying

Builder パターン

参照の管理

WeakReference

WeakHashMap

列挙型の活用

Singleton パターン

Strategy パターン

Enum Factory パターン

列挙型とコレクションフレームワーク

アノテーション

New I/O

バッファ

チャネル

New I/O2

非同期チャネル