第七十六条：努力保持故障的原子性

当对象抛出异常之后，通常我们期望这个对象仍然保持在一种定义良好的可用状态之中，即使失败是发生在执行某个操作的过程中间。对于受检的异常而言，这尤为重要，因为调用者期望能从这种异常中进行恢复。一般而言，失败的方法调用应该使对象保持在被调用之前的状态 。具有这种属性的方法被称为具有失败的原子性（failure atomic）。

  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（第17项）。如果对象是不可变的，失败原子性就是免费的（free）【保持失败的原子性不需要任何成本】。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，实现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（第49项）。这可以使得在对象的状态被修改之前，先抛出合适的异常。例如，考虑第7项中的Stack.pop方法：

public Object pop() {if (size == 0)throw new EmptyStackException();Object result = elements[--size];elements[size] = null; // 清除过期引用return result;
}

  如果取消对初始大小（size）的检查，当这个方法企图从一个空栈中弹出元素时，它仍然会抛出异常。然而，这将会导致字段size保持在不一致的状态（负数）之中，从而导致将来对该对象的任何方法调用都会失败。此外，pop方法抛出的ArrayIndexOutOfBoundsException对抽象是不合适的（the ArrayIndexOutOfBoundsException thrown by the pop method would be inappropriate to the abstraction）（第73项）。

  一种类似的获得失败原子性的办法是，对计算过程进行排序，使得任何可能会失败的计算都在对象被修改之前发生。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中办法的自然扩展。例如，考虑TreeMap的情形，它的元素被按照某种特定的顺序做了排序。为了向TreeMap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【TreeMap内部的数据结构】以任何方式修改之前，自然会导致ClassCastException异常。

  实现故障原子性的第三种方法是对对象的临时副本执行操作，并在操作完成后用临时副本替换对象的内容。当数据已经存储在临时数据结构中时，可以更快地执行计算，使用这种方法就件很自然地事。例如，一些排序函数在排序之前将其输入列表复制到数组中，以便降低在排序内部循环中访问元素的成本。这样做是为了提高性能，同时也获得了额外的好处，它确保在排序失败时输入的列表不会受到影响。

  最后一种获得失败原子性的办法远远没有那么常用，做法是编写一段恢复代码（recovery code），由它来拦截操作过程中发生的失败，以及使对象回滚到操作开始之前的状态。这种办法主要用于永久性的（基于磁盘的（disk-based））数据结构。

  虽然一般情况下都希望实现失败的原子性，但并非总是可以做到。例如，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。错误是不可恢复的，因此，在抛出AssertionError时，你甚至无需去尝试保留失败原子性。

  即使在可以实现失败原子性的场合，它也并不总是我们所期望的。对于某些操作，它会显著地增加开销或者复杂性。但一旦意识到这个问题，实现失败原子性往往轻松自如。

  一般而言，作为方法规范的一部分，产生的任何异常都应该让对象保持在该方法调用之前的状态。如果违反这条规则，API文档就应该清楚地指明对象将会处于什么样的状态。遗憾的是，大量现有的API文档都未能做到这一点。

所有文章无条件开放，顺手点个赞不为过吧！