多线程库，暴露不安全的ArrayList。

Question

我正在使用Java中的一个共享库，它返回ArrayList。当我遍历它时，可能会抛出ConcurrentModificationException异常，我希望能有100%保证安全。我考虑了以下内容，欢迎任何建议。

data_list是从MT库返回的ArrayList<>。

boolean pass = true;

ArrayList<Something> local = new ArrayList<Something>(256);

for (int spin=0; spin<10; ++spin)
{
  try {
    local.addAll(data_list);
  }
  catch (java.util.ConcurrentModificationException ce) {
    pass = false;
  }
  finally {
    if (pass) break;
    pass = true;
  }
}

假设变量pass为true，我应该如何操作本地？

- Basixp

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一个多线程库暴露了一个非并发的集合，并在暴露后继续修改它？我认为最好的选择是切换到另一个库。 - Theodoros Chatzigiannakis

虽然这不是你所问问题的答案，但如果你要将一个ArrayList复制到另一个ArrayList中，通常最好将目标ArrayList的初始大小设置为与源ArrayList相同的大小，而不是使用一个常数，例如：local = new ArrayList<>(data_list.size()); 而不仅仅是使用256。 - Jules

我同意@Theodoros的观点，你确定你没有以错误的方式使用库吗？这似乎是库本身设计不良。 - cjstehno

你们所有人都是正确的，但出于某种原因我必须使用这个暴露了不安全ArrayList的MT库，我只是试图想出一些模式，至少减少并发异常的概率；所以我正在迭代本地副本，而异常可能会在AddAll中发生，我“旋转”几次，这使我相信我处于更好的概率空间；（但别误解我的意思，如果我是一名喷气式战斗机飞行员，而这是其中一个算法，我不会飞它！） - Basixp

@Basixp：你应该告诉我们你正在使用哪个库，以及你是如何调用它的。 - Steven Schlansker

Answer 1

这样做没有安全的方式。 您不应该捕获ConcurrentModificationException。

此类的iterator和listIterator方法返回的迭代器是快速失败的：如果在创建迭代器后，除了通过迭代器自己的remove或add方法之外，以任何方式对列表进行了结构性修改，则迭代器将抛出ConcurrentModificationException异常。因此，在面对并发修改时，迭代器会快速而干净地失败，而不是冒着在未来的某个不确定的时间冒险产生任意的、非确定性的行为。

请注意，迭代器的快速失败行为不能得到保证，因为通常情况下，在未同步的并发修改存在的情况下，无法作出任何硬性保证。快速失败的迭代器尽最大努力抛出ConcurrentModificationException异常。因此，编写依赖于此异常的程序来确保其正确性是错误的：迭代器的快速失败行为只能用于检测错误。

有些集合，比如HashMap，甚至在这种使用方式下会进入无限循环。这里有一个解释它发生的原因。

你不应该这样做。没有正确的做法。

要么你误解了库的工作原理，要么你需要换一个由能干的开发人员编写的库。

你正在使用哪个库？

- Steven Schlansker

Answer 2

您没有明确定义“安全”的含义，也没有指定对列表进行了哪些修改，但在许多情况下，手动按索引迭代可能是可以接受的，即：

for (int index = 0; index < data_list.size(); index ++)
    local.add(data_list.get(index));

在我看来，有四种可能的修改方式，其可接受程度各不相同：

• 可以添加新项目。只要列表没有增长到触发后备列表扩展（由于指数递减频率，如果发生重试应保证最终成功），这个解决方案应该适用于此情况。
• 可以修改现有项目。这个解决方案可能无法在任何给定时间提供列表内容的一致视图，但它将保证提供一个可用的列表，代表已经在列表中的项目，这可能是可以接受的，具体取决于您对“安全”的定义。
• 可以删除项目。这个解决方案有很小的机会失败并出现IndexOutOfBoundsException，与修改项目的情况相同，一致性也会受到影响。
• 可以将项目插入到列表中间。与修改项目的情况相同，还存在获取重复值的危险。追加情况下的后备数组扩展问题也会应用于此处。

- Jules

Answer 3

你遇到了一个糟糕的情况，但我认为你的解决方案尽可能地可靠。新的ArrayList应该放在循环中，这样每次失败后都可以重新开始。实际上，最好的方法可能是将你的“try”行改成：

local = new ArrayList<Something>( data_list );

你不想让你的ArrayList在扩容时花费时间，因为这会阻碍你在列表变化之前获取数据。这样设置大小、创建和填充应该是浪费最少的努力。

你可能需要捕获除了ConcurrentModification以外的其他问题。你可能会从错误中学习到经验。或者只是catch Throwable。

如果你想走极端路线，可以将for循环内部的代码运行在自己的线程中，这样如果它挂起了，你就可以杀掉它并重新启动。这需要一定的工作量。

我认为这个方法会奏效，如果你让"spin"足够大的话。

- RalphChapin

Answer 4

我没有任何根本性的改变，但我认为这段代码可以简化一下：

ArrayList<Something> local = new ArrayList<Something>(256);

for (int spin=0; spin<10; ++spin)
{
  try {
    local.addAll(data_list);
    break;
  }
  catch (java.util.ConcurrentModificationException ce) {}
}

- raptortech97

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-1，这可能会添加元素乘法（addAll不是原子操作），因此您可能会在结果集中得到重复的元素。 - Steven Schlansker

是的，但他要求以“安全”的方式完成，而这并不安全。 - Steven Schlansker