Java ArrayList 的设置线程安全

Question

我有一个用例，其中多个线程可以读取和修改 ArrayList，其中这些布尔值的默认值为 True。

线程可以进行的唯一修改是将 ArrayList 的一个元素从 True 设置为 False。

所有线程也会同时读取 ArrayList，但可以读取过期值。

注意： ArrayList 的大小在 ArrayList 的整个生命周期内都不会改变。

问题：

是否有必要在这些线程之间同步 ArrayList？我正在做的唯一同步是将 ArrayList 标记为易失性，这样对它的任何更新都会从线程的本地内存刷新回主内存。这够了吗？

这是一个关于线程如何使用这个 ArrayList 的示例代码

myList 是有问题的 ArrayList，其值被初始化为 True

if (!myList.get(index)) {
   return;
} else {
  // do some operations to determine if we should
  // update the value of myList to False.
  if (needToUpdateList) {
      myList.set(index, False);
   }
}

更新

我之前说过这些线程不关心过时的值，这是真的。但是，我有另一个线程只读取这些值并执行一个最终操作。该线程确实关心陈旧性。同步要求有变化吗？

除了每次更新都需要同步之外，还有更便宜的方法来“发布”更新的值吗？我正在尝试尽可能减少锁定。

Answer 1

正如它所说的in the Javadoc of ArrayList：

请注意，此实现不同步。如果多个线程同时访问一个 ArrayList 实例，并且至少有一个线程在结构上修改了列表，则必须对外同步。

您没有在结构上修改列表，因此您不需要同步。

您想要同步的另一个原因是避免读取过时的值；但你说那不在乎。

因此没有理由进行同步。

编辑update #3

如果您确实关心读取过时的值，则确实需要同步。

避免锁定整个列表的同步替代方法是将其设为List<AtomicBoolean>：这不需要列表同步，因为您不会更改存储在列表中的值；但是读取AtomicBoolean 值可以保证可见性。

Answer 2

这取决于当一个元素为真时你想要做什么。考虑一下您的代码，一个单独的线程会弄乱您正在查看的值：

if (!myList.get(index)) {    // <--- at this point, the value is True, so go to else branch
   return;
} else {
  // <--- at this point, other thread sets value to False.

  // do some operations to determine if we should
  // update the value of myList to False.

  // **** Do these operations assume the value is still True?
  // **** If so, then your application is not thread-safe.

  if (needToUpdateList) {
      myList.set(index, False);
   }
}

Answer 3

更新

我之前说过这些线程不关心过时的值，这是真的。但是，我有另一个线程只读取这些值并执行一个最终操作。该线程确实关心陈旧性。同步要求有变化吗？

你只是让很多非常好的答案无效。

是的，现在同步很重要。事实上，原子性可能也很重要。使用同步列表，甚至可能是并发列表或某种类型的映射。

任何时候你读-修改-写列表，你可能还必须持有同步锁以保持原子性：

synchronized( myList ) {
    if (!myList.get(index)) {
       return;
    } else {
      // do some operations to determine if we should
      // update the value of myList to False.
      if (needToUpdateList) {
          myList.set(index, False);
       }
    }
}

编辑：为了减少持有锁的时间，很大程度上取决于“执行某些操作”需要多长时间，但CocurrentHashMap 以一些额外开销为代价减少了锁争用。可能值得分析您的代码以确定实际开销以及哪种方法更快/更好。

ConcurrentHashMap<Integer,Boolean> myList = new ConcurrentHashMap<>();
//...

if( myList.get( index ) != null ) return;
   // "do some opertaions" here
if( needToUpdate )
   myList.put( index, false );

但我仍然不相信这不是过早的优化。首先编写正确的代码，完全同步列表可能没问题。然后分析工作代码。如果您确实发现了瓶颈，那么您可以担心减少锁争用是否是一个好主意。但可能代码瓶颈不会出现在锁竞争中，实际上会完全不同。

Answer 4

我做了一些谷歌搜索，发现每个线程都可能将值存储在注册表或本地缓存中。规范仅对何时将数据写入共享/全局内存提供一些保证。

https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-17.html#jls-17.4.5

基本上是 volatile、synchronized、thread.start()、thread.join()...

所以是的，使用 AtmoicBoolean 可能是最简单的，但您也可以同步或创建一个包含 volatile 布尔值的类。

查看此链接： http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/volatile.html#variable-visibility-problems