使用 FIFO 队列和 peek() 方法实现共识协议答案

【问题标题】：Implementing a consensus protocol using a FIFO queue and peek() method使用 FIFO 队列和 peek() 方法实现共识协议
【发布时间】：2015-12-18 20:40:15
【问题描述】：

我需要实现一个使用带有 peek() 方法的队列的共识协议，以表明可以为任意数量的线程达成共识，即带有 peek() 方法的队列具有无限共识编号

这是我的代码

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class PeekConsensus extends ConsensusProtocol<Integer>   
{
    Queue<Integer> queue ;
    public PeekConsensus(int threadCount)   
    {
        super(threadCount); //threadCount is a command line argument from the main class specifying the number of threads to handle this process 
        queue = new LinkedList<Integer>() //FIFO queue
    }

    public Integer decide(Integer value)    
    {
        this.propose(value); // stores "value" in a vector named proposed, at index ThreadID.get()  
        int i = ThreadID.get() ;
        queue.add(i) 
        System.out.println("Thread " + i + " : " + i) ; // Required by specifications to print thread id and the value added when an item is enqueued 
        System.out.println("Thread " + i + " : " + queue.peek()) ; // Required by specifications to print thread id and the value of peek() when when peek() is called
        return proposed.elementAt(queue.peek()) ;

    }   
}

据我了解，这应该可行，因为如果两个线程返回不同的值，peek() 将不得不返回不同的线程 ID，并且确保有效性，因为每个线程在推送其线程 ID 之前将其自己的值写入提议。

是否有人能够找出我哪里出错并指导我纠正我的代码

【问题讨论】：

我们必须先知道它有什么问题。
不清楚您看到的是什么错误，但一个问题可能是 LinkedList 不是线程安全的。使用 Queue 的线程安全变体可能会有所帮助。
将新的 LinkedList 更改为新的 LinkedBlockingQueue() 可能会让你走到一半……

标签： java multithreading fifo consensus

【解决方案1】：

协议对我来说看起来不错。但是你有没有想过peek()是如何实现的？由于peek() 实际上是pop() 后跟push()，因此我们在这段代码中可能存在错误的交错。假设peek() 可以原子地执行，则此共识协议将起作用。

如何改变它？

为了让您的代码运行，您可以将synchronized 添加到peek()，但这会破坏共识协议的目的，因为持有锁的线程可能会死亡。

尝试使用AtomicReference。这使您可以原子地获取，甚至设置一个值。在这种情况下，指针将是head。

现在问题来了：AtomicReference 是如何在 Java 中实现的。不幸的是，它是使用CAS 实现的，这再次违背了仅使用 FIFO 队列的共识协议的目的。

最后：正式而言，FIFO 队列的共识编号为 2。假设 peek() 以原子方式执行，您的协议是有效的。但是，正确的实现需要某种CAS 或synchronized。

【讨论】：