如何正确创建 SynchronizedStack 类？答案

【问题标题】：How to correctly create a SynchronizedStack class?如何正确创建 SynchronizedStack 类？
【发布时间】：2011-02-02 16:09:03
【问题描述】：

我用 Java 制作了一个简单的同步 Stack 对象，仅用于培训目的。这是我所做的：

public class SynchronizedStack {
    private ArrayDeque<Integer> stack;

    public SynchronizedStack(){
        this.stack = new ArrayDeque<Integer>();     
    }

    public synchronized Integer pop(){
        return this.stack.pop();
    }

    public synchronized int forcePop(){
        while(isEmpty()){
            System.out.println("    Stack is empty");
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return this.stack.pop();
    }

    public synchronized void push(int i){
        this.stack.push(i);
        notifyAll();
    }

    public boolean isEmpty(){
        return this.stack.isEmpty();
    }

    public synchronized void pushAll(int[] d){
        for(int i = 0; i < d.length; i++){
            this.stack.push(i);
        }
        notifyAll();
    }

    public synchronized String toString(){
        String s = "[";
        Iterator<Integer> it = this.stack.iterator();   
        while(it.hasNext()){
            s += it.next() + ", ";
        }
        s += "]";
        return s;
    }
}

这是我的问题：

不同步isEmtpy()方法可以吗？我认为这是因为即使另一个线程同时修改堆栈，它仍然会返回一个连贯的结果（没有操作进入既不是初始也不是最终状态的 isEmpty 状态）。还是让同步对象的所有方法同步是更好的设计？
我不喜欢forcePop() 方法。我只是想创建一个线程，它能够在弹出元素之前等到一个项目被推入堆栈，我认为最好的选择是在线程的run() 方法中使用wait() 进行循环，但我不能，因为它会抛出IllegalMonitorStatException。做这种事情的正确方法是什么？
还有其他意见/建议吗？

谢谢！

【问题讨论】：

不要锁定方法，更喜欢锁定对象。阅读：download.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/…
堆栈扩展了已经同步的 Vector。对于这个训练练习，不同的收集选择可能会更好。
Don Roby：是的，正如 axtavt 所指出的，我现在正在使用 ArrayDeque。
肖恩·帕特里克·弗洛伊德：所以你说这样做更好：public void pop(){synchronized(this.stack){return this.stack.pop();}} 比这样：public void synchronized pop(){return this.stack.pop();} ?

标签： java multithreading synchronization

【解决方案1】：

Stack 本身已经同步，因此再次应用同步没有意义（如果您想要非同步堆栈实现，请使用 ArrayDeque）
这是不行的（除了上一点的事实），因为缺乏同步可能会导致内存可见性影响。
forcePop() 还不错。虽然它应该通过InterruptedException 而不捕获它以遵循可中断阻塞方法的合同。它允许您通过调用Thread.interrupt() 来中断在forcePop() 调用中阻塞的线程。

【讨论】：

假设我在不依赖 Stack/ArrayDeque 实现的情况下对此进行了编码，但只是以某种方式使用数组，我确信没有可能导致不连贯的 isEmpty() 结果的传递状态。不同步（更快）还是无论如何同步（更安全）会更好吗？
无论如何都要同步它 - 问题是，如果没有一些同步，你可能 - 永远 - 在你的 isEmpty() 调用中看到来自另一个线程的更新。

【解决方案2】：

假设stack.isEmpty() 不需要同步可能是正确的，但是您依赖于您无法控制的类的实现细节。 Stack 的 javadocs 声明该类不是线程安全的，因此您应该同步所有访问。

【讨论】：

【解决方案3】：

我认为你在混用一些习语。你用java.util.Stack 支持你的SynchronizedStack，而java.util.Vector 又是synchronized 支持。我认为您应该将wait() 和notify() 行为封装在另一个类中。

【讨论】：

【解决方案4】：

不同步isEmpty() 的唯一问题是你不知道下面发生了什么。虽然您的推理是合理的，但它假设底层 Stack 也以合理的方式表现。在这种情况下可能就是这样，但一般情况下您不能依赖它。

您问题的第二部分，阻塞弹出操作没有任何问题，请参阅this 了解所有可能策略的完整实现。

还有一个建议：如果您正在创建一个可能在应用程序的多个部分（甚至多个应用程序）中重复使用的类，请不要使用synchronized 方法。改为这样做：

public class Whatever {
  private Object lock = new Object();

  public void doSomething() {
    synchronized( lock ) {
      ...
    }
  }
}

这样做的原因是您并不真正知道您班级的用户是否想要在您的 Whatever 实例上进行同步。如果他们这样做，他们可能会干扰类本身的操作。这样你就有了自己的私人锁，没有人可以干涉。

【讨论】：