如何同步不可修改的集合

Question

我想将类的不可修改视图（维护项目集合）返回给外部客户端。

所以为了保护并发访问，我需要先将集合包装在一个同步包装器中，然后在我返回到外部线程的版本周围放置一个不可修改的包装器。

所以我编写了以下代码，不幸的是它抛出了 ConcurrentModificationException。 .

import java.util.*;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
    // assume c1 is private, nicely encapsulated in some class
    final Collection col1 = Collections.synchronizedCollection(new ArrayList());
    // this unmodifiable version is public
    final Collection unmodcol1 = Collections.unmodifiableCollection(col1);

    col1.add("a");
    col1.add("b");

    new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            while (true) {
                // no way to synchronize on c1!
                for (Iterator it = unmodcol1 .iterator(); it.hasNext(); it.next())
                    ;
            }
        }
    }).start();

    while (true) {
        col1 .add("c");
        col1 .remove("c");
    }
   }
 }

所以我的问题是如何同步不可修改的集合？

添加更多

当收到集合的客户端想要迭代其元素时

1) 它不一定知道它是一个同步的集合和

2) 即使这样做，它也无法在同步包装互斥锁上正确同步以迭代其元素。处罚，如中所述 Collections.synchronizedCollection，是不确定的行为。

据我了解 在同步集合上放置不可修改的包装器会导致无法访问 到必须保持正确迭代的互斥体。

Answer 1

您可能想要使用并发集合之一。如果我正确阅读了您的问题，那将为您提供所需的东西。只需接受按成本付费即可。

List<T> myCollection = new CopyOnWriteArrayList<T>();
List<T> clientsCollection = Collections.unmodifiableList(myCollection);

这样，您将不会获得 CME，因为客户端将始终获得不可修改的集合，并且不会干扰您的写入。不过价格偏高。

Answer 2

你需要先决定几件事。

A.返回集合的用户是否应该自动看到它的更新，何时？如果是这样，您需要注意不要（或决定是否可以）意外锁定它以进行一段时间的更新。例如，如果在返回的集合上使用同步和同步，您实际上是允许返回集合的用户锁定它以进行更新。

B.或者他们是否需要再次打电话来获得新的收藏？

此外，使用 Collections.synchronizedX 不会为您提供任何防止迭代它的保护，只是单独的读取和写入。因此需要客户端保证它在所有显式和隐式迭代期间锁定。总的来说听起来很糟糕，但我猜这取决于。

可能的解决方案：

1. 返回一个副本，甚至不需要将其包装成不可修改的。只需在创建时锁定它。 synchronized (collection) { return new ArrayList(collection); } 无需进一步同步。上述选项 B 的示例实现。
2. 与 1 类似，但由数据结构本身自动使用 CopyOnWriteArrayList 并返回它（以不可修改的形式包装）。注意：这意味着对集合的写入是昂贵的。读取不是。另一方面，即使对其进行迭代也是线程安全的。不需要任何同步。支持上述选项 A。
3. 根据您需要的数据结构的属性，您可以选择非 RandomAccess 列表，如 ConcurrentLinkedQueue 或 ConcurrentLinkedDeque，两者都允许在数据结构上进行迭代等，而无需任何额外的同步。再次，包裹在不可修改中。支持上述选项 A。

对于一般情况，我会选择选项 B-1 并开始使用。但这取决于往常。

Answer 3

如果您可以确保集合上的集合synchronize 的只读客户端，请在您的生产者中的同一视图上同步：

/* In the producer... */
Collection<Object> collection = new ArrayList<>();
Collection<Object> tmp = Collections.unmodifiableCollection(collection);
Collection<Object> view = Collections.synchronizedCollection(tmp);
synchronized (view) {
  collection.add("a");
  collection.add("b");
}
/* Give clients access only to "view" ... */

/* Meanwhile, in the client: */
synchronized (view) {
  for (Object o : view) {
    /* Do something with o */
  }
}

Answer 4

您问的是“如何同步不可修改的集合”，但实际上这不是您在代码中所做的。您使同步集合不可修改。如果您首先使您的收藏不可修改，然后对其进行同步，那么您将得到您想要的。

// you'll need to create the list
final ArrayList list = new ArrayList();
// and add items to it while it's still modifiable:
list.add("a");
list.add("b");
final Collection unmodcol1 = Collections.unmodifiableCollection(list);

final Collection col1 = Collections.synchronizedCollection(unmodcol1);

但是，由于同样的原因，while 内的添加、删除仍然会失败。

另一方面，如果您创建了列表并使其不可修改，那么您可能根本不需要同步它。