Collection.stream() 是否有内部同步？答案

【问题标题】：Does Collection.stream() have internal synchronization?Collection.stream() 是否有内部同步？
【发布时间】：2018-10-12 14:45:57
【问题描述】：

当HashMap 的一个实例被多个Threads 读写时，我一直在尝试重现（并解决）ConcurrentModificationException。

免责声明：我知道HashMap 不是线程安全的。

在以下代码中：

import java.util.*;

public class MyClass {

    public static void main(String args[]) throws Exception {
        java.util.Map<String, Integer> oops = new java.util.HashMap<>();
        oops.put("1", 1);
        oops.put("2", 2);
        oops.put("3", 3);

        Runnable read = () -> {
            System.out.println("Entered read thread");

            /*
             * ConcurrentModificationException possibly occurs
             *
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
                numbers.addAll(oops.values());
                System.out.println("Size " + numbers.size());
            }
            */

            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
                numbers.addAll(oops.values()
                        .stream()
                        .collect(java.util.stream.Collectors.toList()));
                System.out.println("Size " + numbers.size());
            }
        };

        Runnable write = () -> {
            System.out.println("Entered write thread");
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println("Put " + i);
                oops.put(Integer.toString(i), i);
            }
        };

        Thread writeThread = new Thread(write, "write-thread");
        Thread readThread = new Thread(read, "read-thread");

        readThread.start();
        writeThread.start();

        readThread.join();
        writeThread.join();
    }
}

基本上，我创建了两个线程：一个不断将元素放入HashMap，另一个在HashMap.values() 上迭代。

在read 线程中，如果我使用numbers.addAll(oops.values())，ConcurrentModificationException 会随机出现。虽然这些行是按预期随机打印的。

但如果我切换到numbers.addAll(oops.values().stream()..，我不会收到任何错误。然而，我观察到一个奇怪的现象。 read 线程的所有行都打印在 write 线程打印的行之后。

我的问题是，Collection.stream() 是否有某种内部同步？

更新：

使用JDoodle https://www.jdoodle.com/a/IYy，好像在JDK9和JDK10上，我会按预期得到ConcurrentModificationException。

谢谢！

【问题讨论】：

标签： java multithreading java-stream

【解决方案1】：

你所看到的完全是偶然的；请记住，内部System.out.println 执行synchronzied；因此可能是，它以某种方式使它看起来像结果按顺序显示。

我没有深入研究你的代码——因为分析为什么不是线程安全的HashMap 是错过行为很可能是徒劳的；如您所知，它被记录为非线程安全的。

关于ConcurrentModificationException，文档明确指出它会尝试最好的机会抛出它；所以要么java-8在这一点上较弱，要么这又是偶然的。

【讨论】：

【解决方案2】：

我能够在 Java 8 上获得带有流的 ConcurrentModificationException，但代码发生了一些变化：增加了迭代次数和添加元素的数量，以便在单独的线程中从 100 映射到 10000。还添加了 CyclicBarrier 所以读取器和写入器线程中的循环或多或少同时启动。我还检查了 Hashmap.values() 的拆分器的源代码，如果对地图进行了一些修改，它会抛出 ConcurrentModificationException。

if (m.modCount != mc) //modCount is number of modifications mc is expected modifications count which is stored before trying to fetch next element
                throw new ConcurrentModificationException();

【讨论】：

【解决方案3】：

我快速查看了 Java 8 的源代码，它确实抛出了ConcurrentModificationException。 HashMap的values()方法返回AbstractCollection的子类，其spliterator()方法返回ValueSpliterator，它抛出ConcurrentModificationException。

有关信息Collection.stream() 使用拆分器来遍历或划分源的元素。

【讨论】：