ImageIO 线程安全答案

【问题标题】：ImageIO thread-safetyImageIO 线程安全
【发布时间】：2014-10-10 10:38:53
【问题描述】：

我在javax.imageio 规范中看到线程安全不是目标，尽管我已经看到了几个使用ImageIO.read() 和ImageIO.write() 在网络环境中上传/清理图像的示例。

所以，我的问题是，不管规范怎么说，ImageIO 线程安全吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

至少在我的一个环境中，ImageIO 不是线程安全的（或者至少其中一个插件不是）。我正在调试从多个线程调用 ImageIO.read() 时无法正确加载 png 和 jpg 文件（有时是纯灰色，有时是反色，有时是随机颜色等）的问题。我也偶尔会遇到 ConcurrentModificationExceptions，例如：

java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.Vector$Itr.checkForComodification(Vector.java:1184)
at java.util.Vector$Itr.next(Vector.java:1137)
at sun.java2d.cmm.ProfileDeferralMgr.activateProfiles(ProfileDeferralMgr.java:93)
at java.awt.color.ICC_Profile.getInstance(ICC_Profile.java:777)
at com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader.setImageData(JPEGImageReader.java:657)
at com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader.readImageHeader(Native Method)
at com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader.readNativeHeader(JPEGImageReader.java:609)
at com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader.checkTablesOnly(JPEGImageReader.java:347)
at com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader.gotoImage(JPEGImageReader.java:481)
at com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader.readHeader(JPEGImageReader.java:602)
at com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader.readInternal(JPEGImageReader.java:1059)
at com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader.read(JPEGImageReader.java:1039)
at javax.imageio.ImageIO.read(ImageIO.java:1448)
at javax.imageio.ImageIO.read(ImageIO.java:1308)
at com.foo.bar.MyTestLoadThread.loadImage(MyTestLoadThread.java:241)
...
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)

我无法在所有环境中复制此行为，因此它可能是特定于 JVM 的。但这里是环境的细节。我看到它失败的地方：

操作系统：Ubuntu 14.04
java 版本：
java版本“1.8.0_33”
Java(TM) SE 运行时环境 (build 1.8.0_33-b05)
Java HotSpot(TM) 客户端虚拟机（内部版本 25.33-b05，混合模式）

【讨论】：

ImageIO.write 也不是线程安全的。从多个线程调用它会导致工件：i.imgur.com/tiOZjQ7.png
这个答案是指一个已知的 OpenJDK 错误，[JDK-6986863] (bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-6986863)，不幸的是仍然没有修复（在发布这篇文章时）。这是一个（线程？）问题，存在于 Java2D 颜色管理子系统中，但在 ImageIO 之外。
它也发生在 Windows 上，所以至少在 Java 8 中这仍然是一个问题，应该解决。
在带有 JDK 8 的 OSX 上发生
这个 bug is finally fixed 现在在 JDK 17 中。

【解决方案2】：

TLDR;是的，静态方法ImageIO.read(...) 和write(...) 是线程安全的。

说明"thread safety is not a goal" 的规范部分需要在上下文中阅读。规范实际上说的是，单个ImageReader、ImageWriter 或ImageInputStream/ImageOutputStream 实现不需要关心线程安全（因此，客户端代码永远不应该假设它们是线程安全的）。只要你遵守这条规则，你就是安全的。但是请注意，规范的同一部分还指出：

[...] 同一个插件类的多个实例必须可以同时运行。

这部分规范没有特别讨论ImageIO 的静态方法，但是上面的引用暗示这些方法是线程安全的，因为ImageIO.read(...) 和write(...) 创建了ImageInputStream/@987654331 的新实例@ 和 ImageReader/ImageWriter 用于每次调用。所以，这并不是真正的“尽管规范是这么说的”。

ImageIO 类由其他几个可以安全使用的静态方法组成，并且该类本身（大部分*）是无状态的。如果不是这样，那它就真的没有多大用处了……

*) ImageIO 的 IIORegistry 实例在类创建时填充，并在调用 scanForPlugins() 方法时重新初始化。如果两个线程同时调用它，您可能会遇到问题（即插件可能未正确注册），但由于客户端代码控制它发生的位置/时间，您可以轻松避免这种情况。还有每个线程组CacheInfo，但它的使用似乎是正确同步的。

免责声明，我没有编写规范，但这是我的解释（我在无数多线程应用程序中使用了ImageIO，并且我自己编写了十几个ImageReader 和ImageWriter 插件） .

【讨论】：

据我了解，您是说使用具体的ImageReader 不安全，但使用ImageIO.read() 是安全的吗？
使用 ImageReader 是完全安全的，甚至可以同时使用多个实例。它们只是不是线程安全的，也就是说，您不能在 多个线程 之间共享 单个实例（即 ImageReader 具有状态）。
明白了，但是你可以在多个线程中同时使用一个ImageIO方法吗？
是的，大多数方法（如read、write 等）都可以（相信我，它们是）同时使用。
我怀疑 ImageIO 不是线程安全的，因为当我将代码提升到 8 个线程时，我的 JVM 一直在崩溃。但后来我发现问题出在我的每线程代码中的其他内容上：我对每个图像的 OpenCL 处理不是线程安全的。当我在我的 OpenCL 东西周围放置一个同步块时，许多线程上的 ImageIO 都没有问题。