在线程之间共享资源，在不同的Java版本中使用不同的行为

Posted 2021-04-10

这是我第一次遇到类似下面的内容。

• 多个线程（实现Runnable的内部类）共享数据结构（上层的实例变量）。
• 工作：从Eclipse项目bin文件夹中取出类，在Unix机器上运行。
• 不工作：直接在Unix机器上编译src并使用那些类文件。代码编译然后运行时没有错误/警告，但是一个线程无法正确访问共享资源。
• 问题：一个线程将元素添加到上面的公共DS中。第二个线程执行以下操作... while(true){ if(myArrayList.size() > 0){ //do stuff } }
• 日志显示大小在线程1中更新。
• 出于某些神秘的原因，工作流程没有输入if（）...

如果我直接粘贴Eclipse的bin文件夹中的类文件，则完全相同的代码运行完美。

如果我错过任何明显的事，我道歉。

码：

ArrayList<CSRequest> newCSRequests = new ArrayList<CSRequest>();

//线程1

private class ListeningSocketThread implements Runnable {
    ServerSocket listeningSocket;

    public void run() {
        try {
            LogUtil.log("Initiating...");
            init(); // creates socket
            processIncomongMessages();
            listeningSocket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void processIncomongMessages() throws IOException {     
        while (true) {
            try {
                processMessage(listeningSocket.accept());
            } catch (ClassNotFoundException e) {                    
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private void processMessage(Socket s) throws IOException, ClassNotFoundException {
        // read message
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(s.getInputStream());
        Object message = ois.readObject();
        LogUtil.log("adding...: before size: " + newCSRequests.size());
        synchronized (newCSRequests) {
                newCSRequests.add((CSRequest) message);
        }
        LogUtil.log("adding...: after size: " + newCSRequests.size()); // YES, THE SIZE IS UPDATED TO > 0
        //closing....

    }

........

}

//Thread 2
private class CSRequestResponder implements Runnable {

        public void run() {
            LogUtil.log("Initiating..."); // REACHES..
            while (true) {
//              LogUtil.log("inside while..."); // IF NOT COMMENTED, FLOODS THE CONSOLE WITH THIS MSG...
                if (newCSRequests.size() > 0) { // DOES NOT PASS
                    LogUtil.log("inside if size > 0..."); // NEVER REACHES....
                    try {
                        handleNewCSRequests();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
....
}

更新非常感谢@maasg ...

解决方法是在检查线程2中的大小之前添加synchronized（myArrayList）。

答案

要在多线程环境中访问共享结构，您应该使用隐式或显式锁定来确保线程之间的安全发布和访问。使用上面的代码，它应该如下所示：

while(true){
    synchronized (myArrayList) {
        if(myArrayList.size() > 0){
            //do stuff
        }
    }
    //sleep(...) // outside the lock!
}

注意：此模式看起来很像producer-consumer，使用队列可以更好地实现。 LinkedBlockingQueue是一个很好的选择，并提供内置的并发控制功能。它是在线程之间安全发布数据的良好结构。使用并发数据结构可以摆脱synchronized块：

Queue queue = new LinkedBlockingQueue(...)
...
while(true){
        Data data = queue.take(); // this will wait until there's data in the queue
        doStuff(data);
}

另一答案

每当你在shared variable（一个多个线程并行运行的区域）内修改给定的parallel region时，你必须确保mutual exclusion。您可以使用mutual exclusion或synchronized保证Java中的locks，通常在需要更精细的粒度同步时使用锁定。

如果程序只对性能读取给定的共享变量，则不需要同步/锁定对此变量的访问。

由于你是这个主题的新手，我推荐你这个tutorial

另一答案

如果我做对了..至少有2个线程可以使用相同的共享数据结构。您提到的数组。如果数组的大小> 0，则一个线程向数组添加值，第二个线程“填充”。线程调度程序有可能运行第二个线程（检查集合是否> 0），在第一个线程有机会运行并添加一个值之前。从bin运行类或重新编译它们无关。如果您要从bin目录重新运行该应用程序，您可能会再次看到该问题。你有多少次运行应用程序？它可能无法一致地重现，但有一次你可能会再次看到这个问题。

您可以以串行方式访问数据表，一次只允许一个线程访问该数组。仍然不保证第一个线程将运行，然后第二个线程将检查大小是否> 0。

根据您需要完成的工作，可能有更好的/其他方法来实现这一目标。不一定使用数组来协调线程..

另一答案

检查返回

newCSRequests.add((CSRequest) message);

我猜它可能由于某种原因没有添加。如果它是HashSet或类似的，可能是因为多个对象的哈希码返回相同的值。什么是消息对象的等于实现？

你也可以用

List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));

确保arraylist始终正确同步。

HTH