在並發編程的世界裡，設計線程安全的類是核心挑戰之一。本文將深入探討如何通過對象組合來構建線程安全的類，涵蓋基本要素、實例封閉機制、Java 監視器模式以及線程安全性的委托等關鍵概念。
要設計一個線程安全的類，必須系統性地完成以下三個步驟：
對象與變量都擁有各自的狀態空間（所有可能的取值組合）。狀態空間越小，越容易推斷線程安全性。若不了解不變性條件與後驗條件，就無法保證線程安全。為了滿足狀態的有效值及狀態轉換條件，必須借助原子性（操作不可分割）與封裝性（隱藏內部實現）。
若某操作包含基於狀態的先驗條件（如「隊列非空才能取元素」），則稱為依賴狀態的操作。此類操作在並發環境下極易產生競態條件，必須通過同步手段保證「檢查-執行」的原子性。
封裝不僅是面向對象的基本原則，更提供了一種強大的實例封閉機制：
遵循 Java 監視器模式的對象，會將所有可變狀態封裝起來，並由對象自身的內置鎖（this 引用）來保護。這是實現線程安全類最經典、最標準的模式之一。
當一個狀態變量本身是線程安全的，且沒有任何不變性條件約束其值、也不存在合法的狀態轉換限制時，可以安全地發布該變量，將線程安全性委托給該變量。典型例子包括 AtomicLong、ConcurrentHashMap 等線程安全類的實例字段。
掌握對象組合、實例封閉、監視器模式與安全性委托，是編寫健壯並發程序的基石。合理運用這些模式，能讓我們在複雜的多線程環境中，構建出既安全又高效的類。
