如何同步整数数组的单个元素？

Question

如果我想锁定整个数组，可以使用synchronized关键字，如下所示：

int arr[];

synchronized void inc(int a, int b){
    arr[a]=arr[a]+b;
}

但是我能否只锁定数组中的某个元素 arr[a]，以便其他线程仍然可以同时读写数组的其他元素？

- kooshka

Answer 1

也许对您更适合的数据结构是AtomicIntegerArray。

- kan

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这可能是最好的答案，但Ray的答案是我在特定情况下正在寻找的解决方案。 - kooshka

Answer 2

虽然不能直接使用，但你可以创建一个与整型数组大小相同的对象数组，并用不同的对象填充数组。因此，当你想锁定整型数组中的特定元素时，你可以在相应索引处锁定该对象：

final Object[] locks = new Object[arr.length]:
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
 locks[i] = new Object();
}

当锁定时：执行以下操作

synchronized(locks[a]) {
  // do something here
}

- RAY

Answer 3

不，数组元素是原始类型，你无法对它们进行锁定。（如果它们是对象也没用，因为锁定只有对可变对象才有帮助。你需要锁定数组索引，而不是该索引处的内容）。

唯一可能想到的构造是创建一个唯一引用数组索引的密钥，并在其上同步（或使用Semaphore），但只有当另一个线程以相同的方式访问数组时才会有所帮助。

我建议您改变设计，摆脱int数组并使用数据结构来同步访问其元素（一个包装在Collections.synchronizedList()内的List将是一个很好的起点）。

- Sean Patrick Floyd

Answer 4

如果这真的是你的瓶颈，完全不同的结构可能更合适。如果你有8个核心，那么它们必须忙碌，并花费大约1/8的时间添加数字以避免严重的争用。如果执行此操作约占工作量的1/8，您应该设计系统以完全不锁定此操作。

假设您需要在多个线程中获取许多值的总和。例如，在非常长的列表中计算数字出现的次数。

您可以拥有一个同步计数器数组，每次更新都需要相对昂贵的锁定。（同步速度很快，但比添加慢得多）

或者，您可以让所有线程保留自己的总数，然后在最后将它们加起来。最终总数相同，除了您没有使用任何锁定！

- Peter Lawrey