使用列表的线程和并发修改异常答案

【问题标题】：Threads and Concurrent Modification Exception working with a list使用列表的线程和并发修改异常
【发布时间】：2012-09-26 00:18:52
【问题描述】：

我知道这是一个愚蠢的问题，但不知道如何解决这个问题，我以前没有太多使用线程的经验。

下面应该首先创建一个计时器，它将每 10 秒执行一次命令 output.write(mylist)，它将简单地输出 mylist 的内容。

其次，它循环遍历我拥有的大约 3 个列表，并为每个列表创建一个线程，该线程将继续循环获取列表中的下一个单词。请注意：这是精简版，并不完整，因此请不要评论数组列表/列表，而是评论错误本身。

当它尝试执行output.write() 时，经常发生并发修改异常，但并非一直发生。我猜这是因为其他线程之一当前正在将某些内容保存到mylist？我该如何解决这个问题？

    Runnable timer = new Runnable() {
        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    Thread.sleep(10000);
                    output.write(mylist);
                }
            } catch (InterruptedException iex) {}
        }
    };
    Thread timerThread = new Thread(timer);
    timerThread.start();

    for (final ValueList item : list) {

        Runnable r = new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    while (true) {

                        char curr = item.getNext();

                         mylist.addWord(curr);
                    }
                } catch (InterruptedException iex) {}
            }
        };

        Thread thr = new Thread(r);
        thr.start();
    }
}

【问题讨论】：

output.write(mylist); 是做什么的？我认为您缺少那里的同步步骤。考虑发布代码的相关部分，如果不是 SSCCE 突出您的问题。

标签： java multithreading exception concurrency

【解决方案1】：

当它试图做output.write...时，经常发生并发修改异常，但不是一直发生。

问题是（我假设）output.write(...) 方法正在迭代您的myList，同时另一个线程正在调用myList.addWord(curr);。除非myList 是并发集合，否则这是不允许的。

我将如何解决这个问题？

您需要在每次访问myList 时进行同步——在这种情况下，当您输出它或添加一个单词时。

  synchronized (myList) {
      output.write(mylist);
  }
  ...

  synchronized (myList) {
      myList.addWord(curr);
 }

在这种情况下，因为output.write(mylist) 可能正在遍历列表，所以不能使用Collections.synchronizedList(...) 方法，因为调用者需要同步迭代器。

如果这是一种被多次调用的高性能方法，那么您也可以使用ConcurrentLinkedQueue，但显然这是一个队列，而不是一个列表。 ConcurrentSkipList 是另一种选择，尽管它是一种更重的数据结构。

【讨论】：

我同意这个解决方案，解释得很好。
-1 不正确： “您还可以将 myList 定义为同步列表，在这种情况下，Collections 包装类将为您处理同步。”请参阅hg.openjdk.java.net/jdk8/jdk8/jdk/file/687fd7c7986d/src/share/…，搜索“必须由用户手动同步！”，另请参阅此答案的底部：stackoverflow.com/a/38199451/3500521 关于复合操作。
你完全正确@DreamspacePresident。我错过了那里的隐含迭代器。谢谢！
:) 删除了 -1，奇怪的是仍然可能，可能是因为您的编辑。

【解决方案2】：

就像你说的那样，发生这种情况是因为 Java 迭代器是快速失败的，如果同时修改集合会失败。一种简单的解决方案是使用synchronized 保护对您的列表的访问，但这会导致您的线程停止，等待输出完成。

一个可能更聪明的解决方案是使用 List 的一些并发实现。由于您的列表经常被修改，CopyOnWriteArrayList 不是您想要的解决方案。如果不需要太多修改，您可以使用由链表支持的ConcurrentLinkedDeque 或LinkedBlockingDeque，并且不实现List，因此它们不会'没有get 方法（您似乎没有使用）。无论如何，这些集合返回的迭代器不是快速失败的，而是弱一致的（这意味着它们将“看到”集合在创建迭代器时的样子，或者反映后来的一些修改）。

另一种解决方案可能是使用并发集合 (ConcurrentLinkedDeque) 和 ReadWriteLock，但以更原始的方式。您的编写器线程将使用读锁（因此能够同时写入）。您的打印机线程将获取写锁（从而暂时阻塞其他线程），将集合的副本复制到非并发集合中，释放写锁并最终打印其本地副本。

一个绝对更聪明（可能更快）的选择是为每个线程分配一个不同的非并发列表。所以你会有一个非并发列表的列表，每个列表都分配给一个线程。完成所有线程后，您可以将所有列表合并到一个列表中。此外，每个列表都应该受到锁的保护。当您的打印机线程想要打印时，它会遍历列表，一次锁定一个，复制一份，释放锁定，然后打印。

我坚持制作副本的原因是它比打印 I/O 快得多。如果您的工作线程必须等待打印机线程打印列表，您的所有计算都会变慢。

PS：即使你能看到的唯一错误是异常，ArrayLists 也不是线程安全的。如果您从多个线程将元素添加到同一个列表中，您将丢失一些元素（除非发生一些更奇怪的异常）。

【讨论】：

【解决方案3】：

或者只是在run()的减速度上加上synchronized。或者将方法的内容包含在synchronized{...} 块中，只要睡眠/等待位于“同步区域”中，即一次只允许一个线程操作。

任何阅读此内容的人都应该阅读以下内容：
http://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/sync.html
这将是对时间的合理投资；)

【讨论】：