java内存映射文件多线程读/写

Question

我有 2 个线程同时访问同一个大文件 (.txt)。

第一个线程正在从文件中读取。第二个线程正在写入文件。

两个线程都访问同一个 block ，例如(开始:0， block 大小:10)，但具有不同的 channel 和缓冲区实例

读者:

{
     int BLOCK_SIZE = 10;
     byte[] bytesArr = new byte[BLOCK_SIZE];
     File file = new File("/db.txt");
     RandomAccessFile randomFile = new RandomAccessFile(file, "r");
     FileChannel channel = randomFile.getChannel();
     MappedByteBuffer map = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, BLOCK_SIZE);
     map.get(bytesArr , 0, BLOCK_SIZE);
     channel.close();
}

作者:

{
     int BLOCK_SIZE = 10;
     File file = new File("/db.txt");
     RandomAccessFile randomFile = new RandomAccessFile(file, "rw");
     FileChannel channel = randomFile.getChannel();
     MappedByteBuffer map = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, BLOCK_SIZE);
     map.put(bytesToWrite);
     channel.close();
}

我知道如果两者同时启动，我会得到 Overlapping Exceptions!但我想知道的是，重叠到底发生在哪一点？我的意思是什么时候发生“锁定”？示例:假设作者首先获得访问权限，然后如果读者尝试访问，那么此时可能吗？:

 FileChannel channel = randomFile.getChannel();
 // 1- can reader access here?
 MappedByteBuffer map = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, BLOCK_SIZE);
 // 2- can reader access here?
 map.put(bytesToWrite);
 // 3- can reader access here?
 channel.close();
 // 4- can reader access here?

1、2、3 还是 4？

No 4 是肯定的，因为 channel 已经关闭了!其他点呢？

谢谢!

Answer 1

我从与 OP 的聊天对话中总结了一些笔记。 OP 有这样一种心理模型(就像我们大多数人一样)，即一旦线程写入数据结构，该数据结构立即对所有其他线程可见。在使用内存映射文件的 OP 测试中，他已经确认这在单插槽 Intel CPU 上似乎是正确的。

不幸的是，这不是真的，这是 Java 可以并且确实显示硬件底层行为的领域。 Java 被设计为假设代码是单线程的，因此可以这样优化，直到它被告知不是这样。这意味着什么会因硬件和热点版本(以及热点收集的统计数据)而异。这种复杂性以及在单插槽英特尔 CPU 上运行使 OP 测试无效。

有关更多信息，以下链接将有助于更深入地了解“Java 内存模型”。特别是 synchronized 不仅仅意味着“互斥”；在硬件方面，它还与“数据可见性”和“指令排序”有关。单线程代码认为理所当然的两个主题。

• The Java Memory Model
• Double Checked Locking is Broken
• JSR 133

如果这需要时间来消化，并且一开始您感到不知所措，请不要担心。一开始我们都有这种感觉。 Java 在隐藏这种复杂性方面做得非常出色，当且仅当您遵循这个简单的规则时。当线程读取或修改共享数据结构时，它必须在同步块(synchronized block)内。即写线程和读线程。显然我正在简化，但遵循该规则，程序将始终有效。仅当您对 Java 内存模型、内存障碍以及它与不同硬件的关系有非常深刻的理解时才打破它(即便如此，并发专家甚至会尽可能避免打破该规则；单线程通常要简单得多并且可以是 surprisingly fast .. 由于这个原因，许多低延迟系统主要设计为单线程)。

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直接回答 OP 问题。问题中的示例代码没有锁定。没有内存障碍，根本没有并发控制。因此，读写交互的行为是不确定的。它们可能有效，也可能无效。他们可能大部分时间都在工作。英特尔拥有所有 CPU 中最强的内存保证，在单插槽英特尔 CPU 上运行测试用例会遗漏很多复杂的错误。在 Java 5 和 JSR 133 出现之前，Sun 也遇到了这个问题(阅读关于为什么 Double Checked Locking 在 Java 中被破坏的文章以获得更多详细信息)。