是否同步足以使 BlockingQueue 的 drainTo() 方法成为原子方法？答案

【问题标题】：Is synchronized enough to make the drainTo() method of a BlockingQueue atomic?是否同步足以使 BlockingQueue 的 drainTo() 方法成为原子方法？
【发布时间】：2015-06-21 12:12:32
【问题描述】：

如果我只是做这样的事情：

synchronized(taskQueue) { //taskQueue is a BlockingQueue 
  taskQueue.drainTo(tasks); //tasks is a list
}

我确定不能在同步块内执行对taskQueue.put() 和taskQueue.take() 的并发调用吗？

换句话说，我是否让 drainTo() 方法成为原子方法？

或者更一般地说，我如何使线程安全操作的组合原子化？

例子：

if(taskQueue.size() == 1) {
   /*Do a lot of things here, but I do not want other threads
     to change the size of the queue here with take or put*/
}
//taskQueue.size() must still be equal to 1

【问题讨论】：

标签： java multithreading synchronization

【解决方案1】：

见下面Java docs of BlockingQueue的摘录

BlockingQueue 实现是线程安全的。所有排队方法都使用内部锁或其他形式以原子方式实现其效果并发控制。但是，批量收集操作 addAll、containsAll、retainAll 和 removeAll 不一定除非在实现中另有说明，否则以原子方式执行。因此，例如，addAll(c) 可能会失败（抛出例外）在c中只添加了一些元素之后。

此外，请查看显示 BlockingQueue 实现可以安全地用于多个生产者和多个消费者的示例。

因此，如果您不使用像 addAll, containsAll, retainAll and removeAll 这样的批量收集操作，那么您就是线程安全的。

您甚至不需要synchronized(taskQueue) { 并且可以直接使用taskQueue.drainTo(tasks);，因为BlockingQueue 实现是线程安全的 用于非批量收集操作，例如put、take、@ 987654328@等

希望这会有所帮助！

【讨论】：

谢谢。一般来说，您将如何为一系列 thread.safe 操作同步整个队列（以使序列原子化）？例如，如果您想检查队列的大小是否为 0，并在队列上执行某些操作而不对其进行任何其他并发操作（例如 take 和 put）。同步够了吗？
仅当您不使用 Java 的线程安全 API 时，您才需要使用同步方法和语句 (docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/…) 进行显式同步。在您的情况下，由于您使用的是 BlockingQueue 并且它的实现对于非批量收集操作是线程安全的，因此您不需要进行显式同步。检查我提供的链接中的示例，put 和 take 方法在没有任何显式同步的情况下使用。
BlockingQueue 有多种实现方式，例如 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue，请阅读最适合您要求的文档。
我在问题的末尾添加了另一个示例。集合确实是线程安全的，但线程安全操作的组合不能是原子的。在 if 内部，是什么阻止了其他线程调用 take 或 put？谢谢！
@jameslarge 我同意接口和实现类之间没有明确的合同，除了我们知道的正常继承合同，但在BlockingQueue 的情况下，Java 文档中明确提到- “BlockingQueue 实现是线程安全的。”和“批量收集操作 addAll、containsAll、retainAll 和 removeAll 不一定以原子方式执行，除非在实现中另有规定”所以，我觉得不需要检查 API 代码和验证。 OP 担心非批量收集操作。

【解决方案2】：

以 LinkedBlockingQueue 为例，它的成员变量为 'takeLock' 和 'putLock'。

所以客户端同步在这里没有帮助，因为其他“采取”操作不受此锁的保护，即使此锁来自队列本身。

drainTo() 方法由“takeLock”保护，对于任何其他“take”操作，它都是线程安全的。但是对于 put 操作，它们是由 putLock 保护的，所以不会受到影响。

所以我认为这里不需要任何东西！

【讨论】：

不确定我是否理解。我不希望在执行 drainTo() 方法时执行任何 put。
@Kami，如果您使用 LinkedBlockingQueue，那么只需使用不同步的 drainTo() 就足够了。看不清楚的可以看源码。
我在问题的末尾添加了另一个示例。集合确实是线程安全的，但线程安全操作的组合不能是原子的。在 if 内部，是什么阻止了其他线程调用 take 或 put？谢谢！