检查大小然后执行操作-ConcurrentLinkedDeque是否安全？ - java

我只需要用新值替换Deque中的第一个值
如果大小将超过限制。我写了这段代码来解决它：

final class Some {
    final int buffer;
    final Deque<Operation> operations = new ConcurrentLinkedDeque<>();
    // constructors ommited;

    @Override
    public void register(final Operation operation) {
        if (this.operations.size() == this.buffer) {
            // remove the oldest operation
            this.operations.removeFirst();
        }
        // add new operation to the tail
        this.operations.addLast(operation);
    }

    @Override
    public void apply() {
        // take the fresh operation from tail and perform it
        this.operations.removeLast().perform();
    }
}

如您所见，我有两种方法可以修改Deque。我对此代码是否可以在多线程环境中正常运行感到怀疑。问题是：检查size()然后执行随后修改ConcurrentLinkedDeque的操作是否安全？我希望锁最少。因此，如果此代码行不通，那么我必须引入锁定，然后ConcurrentLinkedDeque()的使用就没有意义了。

final class Some {
    final int buffer;
    final Deque<Operation> operations = new LinkedList<>();
    final Lock lock = new ReentrantLock();
    // constructors ommited;

    @Override
    public void register(final Operation operation) {
        this.lock.lock();
        try {
            if (this.operations.size() == this.buffer) {
                // remove the oldest operation
                this.operations.removeFirst();
            }
            // add new operation to the tail
            this.operations.addLast(operation);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    @Override
    public void apply() {
        this.lock.lock();
        try {
            // take the fresh operation from tail and perform it
            this.operations.removeLast().perform();
        } finally {
            this.lock.unlock();
        }
    }
}

这是Lock的替代方法。那是实现我想要的唯一途径吗？我对尝试使用并发集合特别感兴趣。

参考方案

并发集合在进入内部状态时是线程安全的。换句话说，他们

允许多个线程同时读/写，而不必担心内部状态将被破坏
在其他线程修改集合时允许迭代和删除

但是，并非全部。我相信CopyOnWriteArrayList的Iterator不支持remove()操作

保证事前发生

意味着将由一个线程进行写操作-在随后的线程进行读取之前

但是，它们在外部方法调用之间不是线程安全的。当您调用一个方法时，它将获取所需的任何锁，但这些锁将在该方法返回时释放。如果您不小心，可能会导致先检查后再运行的比赛情况。查看您的代码

if (this.operations.size() == this.buffer) {
    this.operations.removeFirst();
}
this.operations.addLast(operation);

可能发生以下情况：

Thread-A检查大小条件，结果为false
Thread-A移动以添加新的Operation
在Thread-A可以添加Operation之前，Thread-B检查大小条件，这也会导致false
Thread-B去添加新的Operation
Thread-A确实添加了新的Operation

不好了！ Operation添加的Thread-A导致达到大小阈值

Thread-B，已经在if语句之后，添加了它的Operation，使得双端队列有太多的Operation

这就是为什么先检查后操作需要外部同步的原因，您在第二个示例中使用Lock进行了此操作。请注意，您也可以在synchronized上使用Deque块。

与您的问题无关：在第二个示例中，您在按住Operation.perform()的同时调用Lock。这意味着在执行Operation时，没有其他线程可以尝试向Deque添加另一个perform()。如果不希望这样，您可以像这样更改代码：

Operation op;

lock.lock();
try {
    op = deque.pollLast(); // poll won't throw exception if there is no element
} finally {
    lock.unlock();
}

if (op != null) {
    op.perform();
}

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