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将缓冲区写入Java通道:线程安全与否?

运维开发网 https://www.qedev.com 2020-07-13 19:54 出处:网络 作者:运维开发网整理
请考虑以下代码片段,它只是将someByteBuffer的内容写入标准输出: // returns an instance of "java.nio.channels.Channels$WritableByteChannelImpl" WritableByteChannel w = Channels.newChannel(System.out); w.write(someByteBuffer);
请考虑以下代码片段,它只是将someByteBuffer的内容写入标准输出:

// returns an instance of "java.nio.channels.Channels$WritableByteChannelImpl"
WritableByteChannel w = Channels.newChannel(System.out);
w.write(someByteBuffer);

Java指定channels are, in general, intended to be safe for multithreaded access,而buffers are not safe for use by multiple concurrent threads.

所以,我想知道上面的代码片段是否需要同步,因为它在一些缓冲区(它不是线程安全的)上调用一个通道的写入方法(应该是线程安全的).

我看了implementation of the write method:

public int write(ByteBuffer src) throws IOException {
    int len = src.remaining();
    int totalWritten = 0;
    synchronized (writeLock) {
        while (totalWritten < len) {
            int bytesToWrite = Math.min((len - totalWritten),
                                        TRANSFER_SIZE);
            if (buf.length < bytesToWrite)
                buf = new byte[bytesToWrite];
            src.get(buf, 0, bytesToWrite);
            try {
                begin();
                out.write(buf, 0, bytesToWrite);
            } finally {
                end(bytesToWrite > 0);
            }
            totalWritten += bytesToWrite;
        }
        return totalWritten;
    }
}

请注意,除了方法中的前两行之外,writeLock都会同步所有内容.现在,由于ByteBuffer src不是线程安全的,因此调用src.remaining()而没有正确的同步是有风险的,因为另一个线程可能会改变它.

Should I synchronize the line w.write(someByteBuffer) in the above snippet, or am I missing something and the Java implementation of the write() method has already taken care of that?

编辑:这是一个示例代码,它经常抛出BufferUnderflowException,因为我在最后注释掉了synchronized块.删除这些注释将使代码异常免费.

import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(10);
        b.put(new byte[]{'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', '\n'});

        // returns an instance of "java.nio.channels.Channels$WritableByteChannelImpl"
        WritableByteChannel w = Channels.newChannel(System.out);

        int c = 10;
        Thread[] r = new Thread[c];
        for (int i = 0; i < c; i++) {
            r[i] = new Thread(new MyRunnable(b, w));
            r[i].start();
        }
    }    
}

class MyRunnable implements Runnable {
    private final ByteBuffer b;
    private final WritableByteChannel w;

    MyRunnable(ByteBuffer b, WritableByteChannel w) {
        this.b = b;
        this.w = w;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            // synchronized (b) {
                b.flip();
                w.write(b);
            // }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
关键是:如果您的设置允许多个线程篡改该缓冲区对象,那么您将遇到线程问题.就这么简单!

问题不在于channel.write()是否是线程安全的.这很好,但不是问题的核心!

真正的问题是:你的代码用缓冲区做了什么?

当它正在运行的数据来自外部时,这个通道实现在内部锁定内容有什么帮助?!

你知道,进入这个方法的那个src对象可能会发生各种各样的事情 – 而那个频道正忙着写缓冲区!

换句话说:这个代码是否“安全”的问题完全取决于你的代码与src缓冲区对象并行执行的操作.

鉴于OP的评论:核心点是:您必须确保使用该字节缓冲区的任何活动都是线程安全的.在给出的示例中,我们有两个操作:

b.flip();
w.write(b);

这是每个线程将要做的唯一操作;因此:当确保只有一个线程可以进行那两个调用时(如图所示;通过查看共享缓冲区对象);那你很好.

这很简单:如果你有“共享数据”;那么你必须确保读取/写入“共享数据”的线程以某种方式同步以避免竞争条件.

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