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java - 如何在没有同步方法的情况下从不同的线程安全地刷新缓冲区？

coder 2024-03-27 原文

有多个线程，比如 B、C 和 D，每个线程都以高频率将小数据包写入缓冲区。他们拥有自己的缓冲区，没有其他人可以写入它。写作必须尽可能快，我已经确定使用 synchronized 会使它慢得令人无法接受。

缓冲区只是字节数组，以及第一个空闲元素的索引:

byte[] buffer;
int index;

public void write(byte[] data) {
    // some checking that the buffer won't overflow... not important now
    System.arraycopy(data, 0, buffer, index, data.length);
    index += data.length;
}

每隔一段时间，线程 A 就会将每个人的缓冲区刷新到一个文件中。如果这部分有一些开销也没关系，所以这里使用synchronized是没有问题的。

现在的问题是，其他线程可能正在写入缓冲区，而线程 A 正在刷新缓冲区。这意味着两个线程大约同时尝试写入 index。这会导致数据损坏，我想防止这种情况发生，但没有在 write() 方法中使用 synchronized。

我有一种感觉，使用正确的操作顺序和可能的一些 volatile 字段，这一定是可能的。有什么好主意吗？

最佳答案

您是否尝试过使用同步的解决方案，但发现它的性能不够好？你说你已经确定它的速度慢得令人无法接受——它有多慢，你是否已经有了性能预算？通常，获得无竞争锁的成本非常低，所以我预计不会成为问题。

很可能有一些聪明的无锁解决方案 - 但它可能比在您需要访问共享数据时进行同步要明显复杂。我知道无锁编码风靡一时，并且当你可以做到时可以很好地扩展——但如果你有一个线程干扰另一个线程的数据，就很难安全地做到这一点。明确一点，当我可以使用专家创建的高级抽象时，我喜欢使用无锁代码——比如 .NET 4 中的并行扩展。我只是不喜欢使用低级 如果我能帮助的话，像 volatile 变量这样的抽象。

尝试锁定并对其进行基准测试。找出可接受的性能，并将简单解决方案的性能与该目标进行比较。

当然，一种选择是重新设计...刷新必须在不同的线程中主动发生吗？各个写入器线程是否可以不只是定期将缓冲区移交给刷新线程(并启动一个不同的缓冲区)？这将使事情变得简单得多。

编辑:关于您的“冲洗信号”想法 - 我一直在按照类似的思路思考。但是你需要小心你如何做，这样即使一个线程需要很长时间来处理它正在做的事情，信号也不会丢失。我建议你让线程 A 发布一个“刷新计数器”...并且每个线程都保留自己的上次刷新时间的计数器。

编辑:刚刚意识到这是 Java，而不是 C# - 已更新 :)

使用 AtomicLong.incrementAndGet() 从线程 A 递增，使用 AtomicLong.get() 从其他线程读取。然后在每个线程中，比较你是否“最新”，并在必要时刷新:

private long lastFlush; // Last counter for our flush
private Flusher flusher; // The single flusher used by all threads 

public void write(...)
{
    long latestFlush = flusher.getCount(); // Will use AtomicLong.get() internally
    if (latestFlush > lastFlush)
    {
        flusher.Flush(data);
        // Do whatever else you need
        lastFlush = latestFlush; // Don't use flusher.getCount() here!
    }
    // Now do the normal write
}

请注意，这假设您只需要在 Write 方法中检查刷新。显然情况可能并非如此，但希望您能调整这个想法。

关于java - 如何在没有同步方法的情况下从不同的线程安全地刷新缓冲区？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/4977306/

何在从不codesection的javamultithreadingsynchronized

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