Array在多線程環境中。讀取和寫入兩者

Question

我有一個長度爲100的數組。我需要在多線程環境中使用它。總共有10個線程訪問數組。有可能兩個線程一次要寫入相同的索引。

Object[] data = new Object[100]; 

什麼是最好的方法來實現這一點。

解決方案1： 只有一個線程可以寫入數組。即使t1和t2線程想要寫入不同的索引，必須等待。即使我們可以使用arrayList並且可以使用Collections.synchronizedList（....）。

public class ThreadSafeArray(){ 
    private Object[] data = new Object[100]; 

    public synchronized Object getValueAtIndex(int index){ 
     return data[index]; // Removing index range check for simple explanation 
    } 

    public synchronized void setValueAtIndex(int index , Object value){ 
     data[index] = value; // Removing index range check for simple explanation 

    } 
    } 

解決方案2： 兩個不同的線程可以同時在兩個不同的索引編寫。

 public class ThreadSafeArray(){ 
    private Object[] data = new Object[100]; 
    private Object[] lock = new Object[100]; 

    public Object getValueAtIndex(int index){ 
     synchronized(lock[index]) 
     { 
      return data[index]; // Removing index range check for simple explanation 
     } 
    } 

    public void setValueAtIndex(int index , Object value){ 
     synchronized(lock[index]) 
     { 
      data[index] = value; // Removing index range check for simple explanation 
     } 
    } 
    } 

有沒有更好的方法來實現這個要求？

Answer 1

如果你有很多線程試圖寫入很多單元，那麼第二種解決方案會更好，然後第一種方法可能會創建第二種解決方案的瓶頸。

在10個線程和100個細胞的特定情況下

出現在現代計算機

Answer 2

在java中沒有大的區別，這取決於你打算如何使用您的陣列，可以把你的價值觀在AbstractQueue的ArrayList來代替。這是一個有用的一個java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue

或任何類似的隊列，如

• 的ArrayBlockingQueue
• DelayQueue
• LinkedBlockingDeque
• 的SynchronousQueue

Answer 3

我會選擇解決方案1：

我認爲它完全符合您的需求。

我認爲性能問題可以忽略。

synchronize 

您的訪問完成了這項工作。爲什麼讓它比現在更困難。

提示：我wouldn't使用數組。我最好使用Collection。有一個集合 爲您的需要的每個人。

Answer 4

它取決於線程是僅寫入值還是讀取值（例如，將值遞增1）。如果他們讀取，然後在覆蓋所有值的區域同步 - 讀取和寫入。如果從不同的單元讀取，則讀取第一個變量。如果只從相同的賣出，那麼第二種變體。如果沒有讀取任何值，則根本不需要同步。

Answer 5

首先讓我們討論如果我們在多個線程之間共享任何數據（無論是Java/C＃），那麼我們需要查看哪些問題。 我們需要解決三個問題。

1. **Atomicity** of read/write operation on that datastructure 
2. **Visibility** changes by one thread are visible to other thread. 
3. **Reordering** - compiler n processor are free to reorder these instruction 
    as long as it maintains program order for single thread execution. 

現在爲您的問題，我看到的是。 你有一個固定大小的數組，你在多個線程中共享，你只是設置和獲取值。

首先參考作業是原子 因此，您的下面的方法是原子的。我不會說它是線程安全的。因爲它仍然缺乏知名度高的公司。

public void setValueAtIndex(int index , Object value){ 
     data[index] = value; // Removing index range check for simple explanation 
    } 

現在能見度保證我們可以改變我們的方法（如果你閱讀的數量超過您寫）

首先讓我們宣佈你的陣列揮發性

volatile Object [] data = new Object[100]; 

現在你的get方法會做得很好無同步關鍵字

public Object getValueAtIndex(int index){ 
     return data[index]; // Removing index range check for simple explanation 
} 

上述方法將線程安全Ë 現在一套方法，你可能需要複製陣列更改值，然後再重新分配其數據，即

public void setValueAtIndex(int index , Object value){ 
     Object tempdata = copy(data); // make a copy of that array 
     //change in the copied array 
     tempdata[index] = value; 
// reassign the array back to original array 
data = tempData; 
} 

通過上述方法，你會增加你的閱讀寫作陣列的成本的陣列性能。 你不需要同步，如果你有其他方式固定長度的數組，你需要鎖定的變異操作