从线程内部修改外部对象答案

【问题标题】：Modify outer object from inside a thread从线程内部修改外部对象
【发布时间】：2017-04-17 07:51:42
【问题描述】：

public void fooAndBar() {
    HashMap<Foo, Bar> fooBarMap = new HashMap<>();
    CompletionService completionService = new ExecutorCompletionService(exec);

    for(int i=0; i<10; i++) {
        completionService.submit(new Callable() {
            @Override
            public Void call() throws Exception {
                fooBarMap.put(new Foo(i), new Bar(i));
                return null;
            }
        });
    }
}

修改Callable内的HashMap安全吗？
hashmap 应该是final（或者volatile）吗？如果是，为什么？
我应该使用HashMap以外的结构，比如ConcurrentHashMap或SynchronizedMap，为什么？

我正在尝试掌握 Java 概念，所以请多多包涵

【问题讨论】：

标签： java multithreading java-threads

【解决方案1】：

在Callable里面修改HashMap安全吗？

没有。如果您使用的是线程池，我假设您计划让更多这些可调用对象并行运行。任何时候从多个线程访问具有可变状态的对象，这都是线程不安全的。如果你同时从两个线程写入一个线程不安全的 hashmap，它的内部结构将被破坏。如果您在另一个线程同时写入时从线程不安全的哈希映射中读取，则您的读取线程将读取垃圾。这是一种众所周知且经过广泛研究的情况，称为 Race Condition，对其的描述将完全超出此答案的范围。如需更多信息，请阅读 Race Condition on Wikipedia 或 2008 年回答的另一个问题：Stackoverflow - What is a Race Condition。

hashmap 是否应该是最终的（或者可能是 volatile）？如果是，为什么？

出于您的目的，它不需要是最终的，但将任何可以成为最终的东西都做成最终的总是一个好习惯。

它不需要是易变的，因为：

如果您要使其成为 volatile，那么您将对它的引用设为 volatile，但引用永远不会改变，改变的是它的内容，而 volatile 与这些无关。
线程池确保call() 将在fooBarMap = new HashMap<>() 之后执行。（如果你想知道为什么这样的事情会成为一个问题，谷歌搜索“内存边界”。）

我应该使用 HashMap 以外的结构，比如 ConcurrentHashMap 或 SynchronizedMap，为什么？

当然。因为，正如我之前写的，任何时候从多个线程访问具有可变状态的对象，这都是线程不安全的。而ConcurrentHashMap、SynchronizedMap、synchronize 等正是为了处理线程不安全的情况而存在的。

【讨论】：

谢谢。如果我只是 writing 到 HashMap，您能否描述一下线程不安全如何影响代码？此外，我不确定我是否理解为什么 HashMap 不需要是 volatile 的（可能是因为 fooBarMap 持有的引用永远不会改变？），但我会确保阅读更多相关信息。另一件事要提一下，在我正在编写的逻辑中，在所有线程完成处理之前，没有其他线程会从 fooBarMap 读取。那么在那种情况下我还需要ConcurrentHashMap 吗？
正确，对地图的引用永远不会改变，所以不需要volatile。至于其余的，我只是修改了我的答案。
我同意这个答案中的所有内容，但我认为问题代码需要稍作修改......不是所有提供的实现都在单个方法的范围内吗？在没有类/实例变量的单一方法中，不会有共享状态，因此不会出现并发问题。
@tomkab 不在单一方法的范围内。该方法使用ExecutorCompletionService 生成一个线程，该线程运行一个子方法，该子方法尝试从不同的线程访问父方法的状态。这只是一个例子，所以它只产生一个线程，但实际上他会产生很多。
再次感谢，我对现在的工作感觉更自在了。

【解决方案2】：

Hashmap 不应该是最终的，因为您正在多次修改它（在 for 循环中）。

如果你把它变成final，你可能会得到一个错误。

【讨论】：

由于它是在匿名内部类中使用的，它必须是最终的或有效的最终
而且，它是final与你是否可以修改它的内容完全没有关系。