Синхронизация группы объектов

113

23 августа 2019, 04:00

Доброго времени суток.

С чем имеем дело:

Есть список объектов(ArrayList). К объектам списка очень часто (60 и более раз в секунду) обращаются несколько потоков. Каждый поток обращаясь к объекту выполняет над ним операцию которая может занять очень много времени. Необходимо синхронизировать работу потоков с этой коллекцией.

Как я пытался решить задачу:

самое первое решение: делать синхронизацию на уровне самой коллекции, т.е. пока один поток работает с коллекцией - другие ждут его. Но у каждого из потоков есть операции над объектом, которые могут занять очень много времени(несколько секунд), и как итог, программа стала сильно виснуть.
Далее я заметил - некоторые из потоков никогда не обращаются ко всем объектам коллекции сразу, а обращаются к небольшой группе(состав и размер группы объектов, с которыми может работать потоком все время меняется.). Решил делать синхронизацию на уровне каждого отдельного объекта, т.е. пока поток 1 занимается одним объектом, другим потокам ничего не мешает заниматься другими. Но тут появились сложности связанные с необходимостью работы с группой объектов как с одним целым.

Вопрос:

Предположим есть группа из 4 объектов (A, B, C, D). Поток 1 синхронизируется на этой группе и пока он занят работой с объектом A, другие потоки не могут получить доступ не только к объекту A, но и к объектам B, C и D. При этом - пытаясь получить доступ, скажем к объекту B, другой поток будет заблокирован(как при попытке захватить занятый монитор) до тех пор, пока поток работающий с группой не закончит работу СО ВСЕМИ объектами из группы. Как это реализовать?

Answer 1

На данный момент, воспользовавшись советом выше, я нашел решение с помощью Reentrantlock. Решение следующие - каждый критический метод синхронизируется с помощью ReetrantLock(также, как мы бы это делали с помощью synchronized). Далее создаем ещё два метода - lock() и unlock() которые делегируют вызов соответствующим методам ReentrantLock. Когда поток собирается работать с группой объектов, он предварительно вызывает lock() у каждого объекта, далее работает с ними, а после завершения работы вызывает unlock() у каждого объекта. Мне не нравится это решение, поскольку можно легко выстрелить себе в ногу, но оно рабочее, простое в реализации и должно быть быстрее вариантов с wait(). А чтобы не было deathlock необходимо захватывать объекты всегда в одном и том же порядке(как написали выше в коментариях).

Answer 2

Вам нужна не synchronized collection, а concurrent collection, то есть блокировка не всей коллекции при работе с ним, а конкретного элемента коллекции.

Таковым является CopyOnWriteArrayList

Существенным минусом данной реализации является то что при операции вставки/удаления будет производиться полная копия списка (поэтому он так и называется CopyOnWriteArrayList), если у вас операции удаления/добавления в список редкие, то это рабочий вариант.

Если не подходит, то надо пересмотреть коллекцию на что-то другое, например ConcurrentLinkedQueue