面试题：Kotlin委托属性与延迟初始化的高级应用与优化

Question

在一个复杂的多线程Android应用中，同时使用委托属性和延迟初始化来管理资源。请阐述如何确保线程安全，并且优化资源的加载与释放，给出具体的代码示例及解释。

Answer 1

确保线程安全及优化资源加载与释放的方法

1. 使用Synchronized关键字：在访问委托属性和延迟初始化资源的方法上使用synchronized关键字，以确保同一时间只有一个线程可以访问这些资源。
2. 使用ReentrantLock：ReentrantLock提供了更灵活的锁机制，可以替代synchronized关键字，特别是在需要更复杂的锁控制时。
3. 使用Atomic类型：对于简单的原子操作，可以使用Atomic类型的变量，如AtomicBoolean、AtomicInteger等，以避免使用锁带来的性能开销。
4. 使用线程安全的集合类：如果委托属性或延迟初始化资源涉及到集合类，应使用线程安全的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。

代码示例

以下是一个使用委托属性和延迟初始化管理资源，并确保线程安全的Android代码示例：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
import kotlin.properties.Delegates

class MyResource {
    // 模拟资源加载
    fun load() {
        println("Resource loaded")
    }

    // 模拟资源释放
    fun release() {
        println("Resource released")
    }
}

class MyViewModel {
    private val lock = ReentrantLock()
    private var _resource: MyResource? = null
    val resource: MyResource by lazy {
        lock.lock()
        try {
            if (_resource == null) {
                _resource = MyResource()
                _resource?.load()
            }
            _resource!!
        } finally {
            lock.unlock()
        }
    }

    fun releaseResource() {
        lock.lock()
        try {
            _resource?.release()
            _resource = null
        } finally {
            lock.unlock()
        }
    }
}

代码解释

1. MyResource类：代表需要管理的资源，包含load和release方法来模拟资源的加载和释放。
2. MyViewModel类：
   • lock：定义一个ReentrantLock实例，用于线程同步。
   • _resource：一个可空的MyResource变量，用于存储实际的资源实例。
   • resource：使用lazy委托属性延迟初始化资源。在初始化过程中，首先获取锁，然后检查资源是否已经初始化。如果未初始化，则创建并加载资源，最后返回资源实例。使用finally块确保无论是否发生异常，锁都会被释放。
   • releaseResource：用于释放资源的方法。同样，在方法开始时获取锁，释放资源并将_resource设置为null，最后在finally块中释放锁。

通过这种方式，可以确保在多线程环境下，资源的加载与释放是线程安全的，并且通过延迟初始化优化了资源的使用。