java并发: CopyOnWriteArrayList strategy

Question

我试图将 CopyOnWriteArrayList 理解为我的代码:

我的代码是:

public class AuditService {
    private CopyOnWriteArrayList<Audit> copyWrite;

    public void flush(Audit... audits) {
        Collection<Audit> auditCollection = Arrays.asList(audits);
        this.copyWrite.addAll(auditCollection);

        this.copyWrite.forEach(audit -> {
            try {
              // save audit object on database
              this.copyWrite.remove(audit);
            } catch (DataAccessException e) {
              // log it
            }

        });
    }
}

这段代码的作用是:

1. 首先将审核存储到缓冲区中，CopyOnWriteArrayList。
2. 尝试将审核保存到数据库
3. 存储后，会将其从缓冲区 CopyOnWriteArrayList 中删除。

其他:

1. AuditService 是一个单例类
2. flush 方法可以由多个线程访问。

问题:

1. 我猜想 this.copyWrite.forEach(audit -> {... 可以由多个线程同时到达:这是否意味着可以尝试保存相同的审核对象数据库两次？
2. 每次对CopyOnWriteArrayList进行修改操作时，都会在其他线程上填充一个新副本？它是如何填充的？

Answer 1

每次调用remove时，都会创建一个支持CopyOnWriteArrayList的内部数组的新副本。将来使用访问器和修改器方法访问该列表将可以看到更新。

但是，CopyOnWriteArrayList#foreach 方法会迭代调用它时可用的数组。这意味着在列表上的任何更新之前进入foreach的方法flush的所有执行都将迭代数组的过时版本。

因此，在并行执行方法 flush 期间，相同的 Audit 元素将被多次保留，最多 d times if d 是方法 flush 的最大并发执行次数。

在这种情况下使用 CopyOnWriteArrayList 的另一个问题是，由于每次调用 remove 都会创建一个新副本，因此代码的复杂度为 d.n ^2 其中 n 是列表的长度，d 是上面定义的。

CopyOnWriteArrayList 不是此处使用的正确实现。存在多种可能的合适设计。其中之一是使用LinkedBlockingQueue，如下所示[*]:

public void flush(Audit... audits) {
    Collection<Audit> auditCollection = Arrays.asList(audits);
    this.queue.addAll(auditCollection);

    Collection<Audit> poissonedAudits = new ArrayList<Audit>();
    Audit audit = null;
    while ((audit = this.queue.poll()) != null) {
       try {
          // save audit object on database
          queue.remove(audit);
        } catch (DataAccessException e) {
          // log it
          poissonedAudits.add(audit);
        }
    }
    this.queue.addAll(poissonedAudits);
}

对 LinkedBlockingQueue#poll() 的调用是线程安全且原子的。同一元素永远不能被多次轮询(只要它不被多次添加到队列中，参见 [*])。复杂度与 n 呈线性关系。

需要考虑的两点:

• 您的审核集合不得包含 null 元素，因为 LinkedBlockingQueue 禁止这样做，因为 null 用于指示列表是空的。
• 您应该注意不要使用阻塞方法，例如 poll(timeout, unit) 的 take 来轮询队列。

[*] flush 方法发生了变化，new 不执行 Audit 元素的副本。我不确定如果并行调用 flush 方法，是否可以保证这些元素是不同的。如果 Audit 数组对于所有 flush 调用都相同，则在调用 flush 之前，只应填充队列一次。