我应该在哪个对象上同步？

Question

一个 java 应用程序有 3 个对象，等等。一个 Student 对象，其中包含有关学生的所有需要​​的信息。一个包含 Student 对象的列表 ArrayList。还有一个 RandomAccessFile，用于读取学生信息并将其写入文件。

如果多个线程将访问列表、添加、删除和修改学生对象，同时写入磁盘，我应该在添加、删除、修改和写入磁盘时同步哪个对象？学生、ArrayList 还是 RandomAccessFile？如果我选择一个而不是另一个，会有性能增益/损失吗？

在我正在阅读的一本书中，同步是在 Student 对象上完成的，但我在网上找到了同步是在 RandomAccessFile 上完成的源代码？

非常感谢您的澄清

Answer 1

在性能方面，您同步的对象没有区别（只要确保它始终是 same 实例，在所有情况下）。不过……

您最好提供一个类的单个实例（例如 StudentData），它隐藏列表和值（学生）并提供您需要的基本操作：add(Student)、get(String studentId)?、remove( String studentId)? 等等等等（另外：如果你的 Student 对象有 ids，你最好把它们放在地图中，而不是列表中。）

所有这些方法都将被声明为同步（因此将在 StudentData 实例上同步），因此每个方法都将自动完成，然后另一个线程对整个 StudentData 结构进行任何后续更改。

两个警告：

• 如果您的 Student 对象是可变的（即具有 getter/setter），您将需要在从 get() 返回时返回 Student 实例的副本，并将数据从传入的 Student 值复制到在 update()/add() 上的 StudentData 中列出（或映射）。否则，在 StudentData 方法完成后，可以通过对 Student 的引用来修改 Student 的状态（允许在同步代码之外进行更新）。

• 您不应该在同步代码中执行 I/O。如果你这样做了，阻塞 I/O 的东西会阻止同步锁完成，一切都会停止，直到 I/O 解除阻塞。 （事实上​​，您应该始终将同步代码中完成的工作限制在所需的最低限度。）如果您的数据集不是太大，一种方法是同步获取整个数据集的副本，然后在同步代码，将其全部写入磁盘。

• 但是，如果您打算使用 RandomAccessFile 来管理某种磁盘上的记录结构（而不​​是数据的保存文本表示形式 - 例如 XML、JSON），为什么不只是改用 RDBMS？

Answer 2

考虑到应用于这些成员变量的单一职责原则，为什么要尝试使用它们中的任何一个来实现两个目的：存储数据和锁定？我会为锁创建一个单独的成员变量：

class Student {
    private String name;

    Student(String name) {
        this.name = name;
    }

    String getName() {
        return name;
    }
}

private List<Student> students = new ArrayList<Student>();
private final Object lock = new Object();

...

public void updateList(){
    Student newGuy = new Student("Joe");
    synchronized (lock){
        students.add(newGuy);
    }
}

话虽如此，Paul 提出了一个很好的观点，即不在同步块内进行 IO。将 IO 移出同步块的锁的替代方法虽然更复杂，但它是结合使用命令模式和执行队列命令的单个线程。一个命令可以将学生添加到列表中，随后的命令可以将列表写入文件。您可以拥有任意数量的线程，将新命令扔到队列中，并且它们都将按照它们到达的顺序执行。同样，在这里应用 SRP。每个命令应该只做一件事。

编辑：

因此，虽然这可能比你想在课堂上大吃一惊，但它详细说明了命令队列的想法。

每个命令都是可运行的，其中 run() 方法可以执行您想要的操作 - 添加学生、写入磁盘等等。一旦你启动了执行线程，它就坐在那里等待新命令出现在队列中。如果没有命令，它会阻塞，但其他线程可以继续执行。如果有命令，则与其他线程并行运行。