对数组元素的可变访问

Question

当涉及到数组时，我对 Java 中的 volatile 关键字有疑问（在阅读了这里的几个问题，特别是 this document 之后）。

我有一系列线程从名为 cardArray 的 int 数组读取信息，如果数组中不存在条目，我想创建它。我使用的是一种同步方法，例如：

    public synchronized void growArray(int id) {
      if(getIndex(id) == -1) {
        cardArray = Arrays.copyOf(cardArray, cardArray.length + 1);
        cardArray[cardArray.length - 1] = id;
      }
    }

getIndex(int id) 是一种返回此类唯一 id 在数组中的位置的方法，如果数组不存在，则返回 -1。 cardArray 声明如下： protected volatile int[] cardArray = new int[10];

这背后的想法是两个线程可能想让数组同时增长。既然growArray()方法是同步的，就得一一搞定。一旦第一个线程使数组增长，后续线程不应该这样做，因为 getIndex(id) 应该指示 id 已经存在。然而，声明为volatile 的数组而不是它的元素这一事实让我怀疑这是否是实际行为。

这是会发生什么，还是以下线程访问growArray() 仍会尝试使数组增长？如果是这样，除了原子数组之外还有其他选择吗？我正在考虑（以防万一这不起作用）在编写元素后添加cardArray = cardArray，但我不知道它是否会有所作为。

Answer 1

我认为这没有任何问题。据我了解，cardArray 变量是易变的。您正在更改引用，因为它是 volatile，所以第二个线程应该会看到新值并使用更新后的数组。

我看到的问题是，如果您的两个线程都尝试同时插入相同的id，那么如果这很重要，您最终会得到一个重复的值。因此，如果一个线程看到缺少值，它将开始创建一个新数组来插入它。但同时，如果另一个数组正在检查相同的值，它将等待第一个线程完成它的工作。然后插入值而不检查它是否已经存在。您可以通过再次检查该值来解决此问题。

另一个问题是，如果您有并发线程读取数组，则数组会在短时间内变长，但最后一个值不会是您所期望的。您可以尝试创建数组，更新最后一个值并最后更改引用它的变量。

正如 cmets 所说，使用其他数据结构会更好。

Answer 2

这是会发生什么还是可能以下线程访问 growArray() 还在尝试让数组增长吗？

如果线程存在 getIndex(id) == -1 为 false 的方法，则随后进入该方法的任何线程也将看到此更新。这是因为方法是同步的。事实上，你可以完全删除 volatile，它仍然可以工作。

但是，由于您正在更新 volatile，因此任何非synchronized 访问都将受益于 volatile 写入，因此您可能希望以这种方式声明它。

Answer 3

根据您的要求，您可能希望使用 ArrayList 或 HashSet 或 LinkedHashSet。如果您打算用 Java 编写大量代码，那么熟悉 Java 集合库会真正受益。

以下是一些可用选项的说明：

http://docs.oracle.com/javase/tutorial/collections/implementations/index.html

如果您决定使用 ArrayList，您的实现将如下所示：

// This is how you might create your list.
private List<Integer> myList = new ArrayList<Integer>();

public synchronized void growArray(int id) {
  if( ! cardList.contains(id) ){
    cardList.add(id);
  }
}

如果您使用 HashSet（保证唯一性并自动增长），您可以这样做：

// This is how you might create your list.
private Set<Integer> myList = new HashSet<Integer>();

public synchronized void growArray(int id) {
  cardList.add(id);
}

希望这会有所帮助！