java - 并行流中 I/O 代码的 SecurityException

Question

这个我没办法解释，但是我在别人的代码中发现了这个现象:

import java.io.IOException;
import java.io.UncheckedIOException;
import java.nio.file.Files;
import java.util.stream.Stream;

import org.junit.Test;

public class TestDidWeBreakJavaAgain
{
    @Test
    public void testIoInSerialStream()
    {
        doTest(false);
    }

    @Test
    public void testIoInParallelStream()
    {
        doTest(true);
    }

    private void doTest(boolean parallel)
    {
        Stream<String> stream = Stream.of("1", "2", "3");
        if (parallel)
        {
            stream = stream.parallel();
        }
        stream.forEach(name -> {
            try
            {
                Files.createTempFile(name, ".dat");
            }
            catch (IOException e)
            {
                throw new UncheckedIOException("Failed to create temp file", e);
            }
        });
    }
}

在启用安全管理器的情况下运行时，仅在流上调用 parallel()，或在从集合中获取流时调用 parallelStream()，似乎可以保证所有执行 I/O 的尝试都会抛出 SecurityException。 (很可能调用任何可以抛出SecurityException的方法，将抛出。)

我知道 parallel() 意味着它将在另一个线程中运行，该线程可能与我们开始时的权限不同，但我想我认为框架会处理对我们来说。

在整个代码库中删除对 parallel() 或 parallelStream() 的调用可以避免风险。插入 AccessController.doPrivileged 也可以修复它，但对我来说听起来并不安全，至少在所有情况下都不安全。还有其他选择吗？

Answer 1

并行流执行将使用 Fork/Join 框架，更具体地说，它将使用 Fork/Join 公共(public)池。这是一个实现细节，但正如在本例中观察到的那样，此类细节可能会以意想不到的方式泄露。

请注意，使用 CompletableFuture 异步执行任务时也会发生相同的行为。

当存在安全管理器时，Fork/Join 公共(public)池的线程工厂将设置为创建无害 线程的工厂。这样一个无害线程没有授予它任何权限，不是任何已定义线程组的成员，并且在顶级 Fork/Join 任务完成执行后，所有线程局部变量(如果已创建)都是清除。这种行为可确保 Fork/Join 任务在共享公共(public)池时相互隔离。

这就是为什么在示例中抛出 SecurityException 的原因，可能是:

java.lang.SecurityException: Unable to create temporary file or directory

有两种可能的解决方法。根据安全经理使用的原因，每个解决方法都可能增加不安全的风险。

第一个更一般的解决方法是通过系统属性注册一个 Fork/Join 线程工厂，以告诉 Fork/Join 框架公共(public)池的默认线程工厂应该是什么。例如这里是一个非常简单的线程工厂:

public class MyForkJoinWorkerThreadFactory
        implements ForkJoinPool.ForkJoinWorkerThreadFactory {
    public final ForkJoinWorkerThread newThread(ForkJoinPool pool) {
        return new ForkJoinWorkerThread(pool) {};
    }
}

可以使用以下系统属性注册:

-Djava.util.concurrent.ForkJoinPool.common.threadFactory=MyForkJoinWorkerThreadFactory

MyForkJoinWorkerThreadFactory 的行为目前等同于 ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory .

第二个更具体的解决方法是创建一个新的 Fork/Join 池。在这种情况下，ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory 将用于不接受 ForkJoinWorkerThreadFactory 参数的构造函数。任何并行流执行都需要从该池中执行的任务中执行。请注意，这是一个实现细节，在未来的版本中可能有效，也可能无效。