java - 将缓冲区写入 Java channel : Thread-safe or not?

Question

考虑以下代码片段，它只是将 someByteBuffer 的内容写入标准输出:

// returns an instance of "java.nio.channels.Channels$WritableByteChannelImpl"
WritableByteChannel w = Channels.newChannel(System.out);
w.write(someByteBuffer);

Java 指定 channels are, in general, intended to be safe for multithreaded access , 而 buffers are not safe for use by multiple concurrent threads .

所以，我想知道上面的代码片段是否需要同步，因为它在某个缓冲区(不是线程)上调用 channel (应该是线程安全的)的 write 方法-安全)。

我看了一下 implementation of the write method :

public int write(ByteBuffer src) throws IOException {
    int len = src.remaining();
    int totalWritten = 0;
    synchronized (writeLock) {
        while (totalWritten < len) {
            int bytesToWrite = Math.min((len - totalWritten),
                                        TRANSFER_SIZE);
            if (buf.length < bytesToWrite)
                buf = new byte[bytesToWrite];
            src.get(buf, 0, bytesToWrite);
            try {
                begin();
                out.write(buf, 0, bytesToWrite);
            } finally {
                end(bytesToWrite > 0);
            }
            totalWritten += bytesToWrite;
        }
        return totalWritten;
    }
}

请注意，除方法中的前两行外，所有内容都由 writeLock 同步。现在，由于 ByteBuffer src 不是线程安全的，在没有适当同步的情况下调用 src.remaining() 是有风险的，因为另一个线程可能会更改它。

Should I synchronize the line w.write(someByteBuffer) in the above snippet, or am I missing something and the Java implementation of the write() method has already taken care of that?

编辑:这是一个经常抛出 BufferUnderflowException 的示例代码，因为我在最后注释掉了 synchronized block 。删除这些注释将使代码异常消失。

import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(10);
        b.put(new byte[]{'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', '\n'});

        // returns an instance of "java.nio.channels.Channels$WritableByteChannelImpl"
        WritableByteChannel w = Channels.newChannel(System.out);

        int c = 10;
        Thread[] r = new Thread[c];
        for (int i = 0; i < c; i++) {
            r[i] = new Thread(new MyRunnable(b, w));
            r[i].start();
        }
    }    
}

class MyRunnable implements Runnable {
    private final ByteBuffer b;
    private final WritableByteChannel w;

    MyRunnable(ByteBuffer b, WritableByteChannel w) {
        this.b = b;
        this.w = w;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            // synchronized (b) {
                b.flip();
                w.write(b);
            // }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Answer 1

重点是:如果您的设置允许多个线程篡改该缓冲区对象，那么您就会遇到线程问题.就这么简单!

问题不在于 channel.write() 是否线程安全。知道这一点很好，但不是问题的核心!

真正的问题是:您的代码使用该缓冲区做什么？

当它正在操作的数据......来自外部时，这个 channel 实现确实在某些东西上锁定内部有什么帮助？!

您知道，进入此方法的 src 对象可能会发生各种事情 - 而该 channel 正忙于写入缓冲区!

换句话说:此代码是否“安全”的问题完全取决于您的 代码对那个src 缓冲区对象并行执行的操作。

考虑到 OP 的评论:核心 点是:您必须确保使用该字节缓冲区的任何 Activity 都是线程安全的。在给出的示例中，我们有两个操作:

b.flip();
w.write(b);

这些是每个线程要做的唯一操作；因此:确保只有一个线程可以进行这两个调用(如图所示；通过查看共享缓冲区对象)；那你很好。

其实很简单:如果你有“共享数据”；那么您必须确保读取/写入“共享数据”的线程以某种方式同步以避免竞争条件。