无状态方法

线程安全

同事经常跟我强调线程安全的重要性，比如下面这段代码，id是一个静态成员变量，被所有Student类的对象共享，在多线程环境下可能会造成不确定行为

class Student
{
private: 
	static int id = 0;
public:	
	int getId()
	{
		return id;
	}
}
int Student::id = 0;

我们可以加入一个锁以实现线程安全，std::lock_guard会通过其生命周期创建销毁锁

class Student
{
private: 
	static int id = 0;
    static std::mutex id_mutex;
public:	
	int getId()
	{
        std::lock_guard<std::mutex> lock(id_mutex);
		return id;
	}
}
int Student::id = 0;

无状态方法

然后同事又跟我介绍了无状态方法（Stateless），即计算中不依赖先前的状态或上下文的方法。比如stl中大量的非成员函数，他们大多都是无状态方法

// 这种非成员函数是无状态的
int adder(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int main(int argc, char **argv){
    std::cout << adder(2, 3);
    return 0;
}

// 通过重载()运算符来实现adder
class Adder{
public:
    Adder(int c){ this->c = c; }
    int operator()(int a, int b){
        return a+b+c;
    }
private:
    int c;
};

int main(int argc, char **argv){
    Adder adder(1);
    std::cout << adder(2, 3);
    return 0;
}

一般而言，无状态方法只要输入是确定的，输出一般是可预料的（内部使用random相关函数的输出总体也是有期望的）

与无状态方法对应的是有状态方法（Stateful），比如一些读资源函数，我传入一个指针、Handle、索引，返回的结果取决于资源状态，输出的结果是不确定的。有状态方法一般要注意线程安全问题、空指针、索引越界等问题

// 不好的设计，因为getCurrentDateText的结果与format的状态有关
// 尽管这样设计性能更好（不频繁创建新对象），一般也没人改format
public class Sample 
{
 private static final DateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy.MM.dd");

 public String getCurrentDateText() 
 {
   return format.format(new Date());
 }
}
// 无状态方法，线程安全
public class Sample 
{
   public String getCurrentDateText() {
       return new SimpleDateFormat("yyyy.MM.dd").format(new Date());
   }
}

参考

无状态方法