Question

Java Concurrency in Practice

的第4章中有一个代码片段

public class ListHelper<E> {
    public List<E> list =
        Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());
    ...
    public synchronized boolean putIfAbsent(E x) {
        boolean absent = !list.contains(x);
        if (absent)
            list.add(x);
        return absent;
    }
}

它说使用不同的锁是线程安全的， putIfAbsent相对于List上的其他操作不是原子的。 但我认为＆＃34;同步＆＃34;防止多线程进入putIfAbsent，如果还有其他方法在List上执行其他操作，则关键字synchronized也应该作为方法atttribute。那么按照这种方式，它应该是线程安全的吗？在什么情况下＆＃34;它不是原子＆＃34;？

Answer 1

putIfAbsent相对于List上的其他操作不是原子的。但我认为“同步”阻止多线程进入putIfAbsent

这是事实，但无法保证线程有其他方式访问list。 list字段为public（这总是一个坏主意），这意味着其他线程可以直接调用list上的方法。要正确保护列表，您应该private并将add(...)和其他方法添加到ListHelper synchronized以完全控制所有访问synchronized-list。

// we are synchronizing the list so no reason to use Collections.synchronizedList
private List<E> list = new ArrayList<E>();
...
public synchronized boolean add(E e) {
    return list.add(e);
}

如果列表为private并且所有方法都已同步以访问列表，那么您可以删除Collections.synchronizedList(...)，因为您自己正在同步它。

如果有其他方法在List上执行其他操作，则关键字synchronized也应该作为方法atttribute。那么按照这种方式，它应该是线程安全的吗？

不确定我是否完全解析了这部分问题。但是，如果您将list设为private并添加其他方法来访问列表中的所有synchronized，那么您就是正确的。

在什么情况下“它不是原子的”？

putIfAbsent(...)不是原子的，因为有多次调用synchronized-list。如果列表上有多个线程正在运行，那么另一个线程可以在list.add(...)之间putIfAbsent(...)之间调用list.contains(x)，然后调用list.add(x)。 Collections.synchronizedList(...)保护列表不受多个线程的损坏，但是当有多个list方法调用可能与来自其他线程的调用交错时，它无法防止竞争条件。

Answer 2

任何修改列表的非同步方法都可能在list.contains（）返回false之后但在添加元素之前引入缺少的元素。

将此图片视为两个主题：

boolean absent = !list.contains(x); // Returns true
-> list.add(theSameElementAsX);     // Another thread
if(absent)   // absent is true, but the list has been modified!
   list.add(x);
return absent;

这可以通过以下方法完成：

public void add(E e) {
    list.add(e);
}

如果方法是同步的，那么就没有问题了，因为add方法在putIfAbsent（）完全完成之前无法运行。

正确的修正包括将列表设为私有，并确保其上的复合操作正确同步（即在类或列表本身上）。

Answer 3

Collections.synchronizedList()创建了一个集合，可以为私有互斥锁添加每个单个方法的同步。对于示例中使用的单参数工厂，此互斥锁为list this，或者在使用双参数工厂时可以提供。这就是为什么我们需要一个外部锁来使后续的contains()和add()调用成为原子。

如果列表可用直接，而不是通过ListHelper，则此代码会被破坏，因为在这种情况下，访问将受到不同锁的保护。为了防止这种情况，可以使list为私有以防止直接访问，并将所有必要的API包含在ListHelper或this ListHelper中声明的相同互斥锁上。本身。

Answer 4

线程安全无法组合！想象一下完全由“线程安全”类构建的程序。程序本身“线程安全吗？”不必要。这取决于程序对这些类的作用。

synchronizedList包装器使List的每个单独方法“线程安全”。那是什么意思？这意味着在多线程环境中调用时，这些包装方法都不会破坏列表的内部结构。

这不保护任何给定程序使用列表的方式。在示例代码中，列表似乎用作集合的实现：程序不允许同一对象多次出现在列表中。但是，synchronizedList包装器中没有任何内容可以强制执行该特定保证，因为该保证与列表的内部结构无关。该列表可以作为列表完全有效，但不能作为集合有效。

这就是putIfAbsent（）方法的额外同步的原因。

非线程安全尝试实施Put-if-absent？

4 个答案: