Java中的數據競爭ArrayList類

Question

我正在閱讀約CopyOnWriteArrayList，並想知道如何在ArrayList類中演示數據競賽。基本上我試圖模擬ArrayList失敗的情況，所以它變得有必要使用CopyOnWriteArrayList。有關如何模擬此的任何建議。

Answer 1

種族是當兩個（或多個）線程試圖在共享數據進行操作，並最終輸出取決於所述數據被訪問的順序（和該順序是不確定的）

維基百科：

競賽狀況或種族危害是電子系統或過程中的缺陷，其中過程的輸出和/或結果出乎意料且嚴重依賴於其他事件的順序或時間。該術語源於兩個信號相互競爭以首先影響輸出的想法。

例如：

public class Test { 
    private static List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>(); 

    public static void main(String[] args) throws Exception { 
     ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(5); 
     e.execute(new WriterTask()); 
     e.execute(new WriterTask()); 
     e.execute(new WriterTask()); 
     e.execute(new WriterTask()); 
     e.execute(new WriterTask()); 

     e.awaitTermination(20, TimeUnit.SECONDS); 
    } 

    static class WriterTask implements Runnable { 

     @Override 
     public void run() { 
      for (int i = 0; i < 25000; i ++) { 
       list.add("a"); 
      } 
     } 
    } 
} 

然而，這使用ArrayList時，與ArrayIndexOutOfbounds失敗。這是因爲在插入之前應調用ensureCapacity(..)以確保內部陣列可以保存新數據。這裏是發生了什麼：

• 第一個線程調用add(..)，進而調用ensureCapacity(currentSize + 1)
• 之前的第一個線程實際上已經增加了尺寸，第二個線程還呼籲ensureCapacity(currentSize + 1)。
• 因爲兩者已閱讀的currentSize初始值，內部陣列的新的大小是currentSize + 1
• 兩個線程使昂貴的操作舊數組複製到擴展之一，新的大小（其不能同時保留兩個添加）
• 然後，他們每個人都試圖將新元素分配到array[size++]。第一個成功，第二個失敗，因爲內部數組由於接收條件而沒有被正確地擴展。

出現這種情況，是因爲兩個線程試圖在同一時間對同一結構中添加項目，並加入其中一個已覆蓋了除其他的（即第一個丟失了）

CopyOnWriteArrayList

• 多線程的另一個好處寫ArrayList
• 線程迭代的ArrayList。它一定會得到ConcurrentModificationException

以下是如何證明它：

public class Test { 
    private static List<String> list = new ArrayList<String>(); 

    public static void main(String[] args) throws Exception { 
     ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(2); 
     e.execute(new WriterTask()); 
     e.execute(new ReaderTask()); 
    } 

    static class ReaderTask implements Runnable { 
     @Override 
     public void run() { 
      while (true) { 
       for (String s : list) { 
        System.out.println(s); 
       } 
      } 
     } 
    } 

    static class WriterTask implements Runnable { 
     @Override 
     public void run() { 
      while(true) { 
       list.add("a"); 
      } 
     } 
    } 
} 

如果你運行該程序多次，你經常會被你得到OutOfMemoryError越來越ConcurrentModificationException之前。

如果用CopyOnWriteArrayList替換它，你沒有得到的異常（但程序很慢）

注意，這僅僅是一個示範 - 的CopyOnWriteArrayList的好處是，當讀取數大大數量超過的寫入次數。

Answer 2

兩個線程，一個遞增arraylist和一個遞減。數據競賽可能發生在這裏。

Answer 3

實施例：

for (int i = 0; i < array.size(); ++i) { 
    Element elm = array.get(i); 
    doSomethingWith(elm); 
} 

如果另一線程調用array.clear（）該線程之前調用array.get（i）中，但它比較了後i相array.size（）， - > ArrayIndexOutOfBoundsException異常。