原子讀取然后在Java中寫入ByteBuffer的一部分

Question

我在java中有一個ByteBuffer ，想要讀取，然后有條件地修改該字節，例如使用如下方法：

public void updateByte(int index) {
    byte b = this.buffer.getByte(index);

    if (b == someByteValue) {
        this.buffer.setByte(index, someNewByte);
    }
}

我怎樣才能確保讀取然后修改一個字節以原子方式發生？

我不想同步整個ByteBuffer或updateByte方法，因為我希望多個線程能夠同時讀/寫緩沖區的不同字節（即只要index是多個線程就可以同時調用updateByte ）不同）。

我正在使用的ByteBuffer沒有byte []支持，所以在上面的例子中bb.hasArray() == false 。

Answer 1

如何為ByteBuffer的部分提供一組顯式鎖定對象（部分可能非常小，例如一個字，或者相當大，例如四個四分之一緩沖區）？

當一個線程要檢查並修改一個字節時，它必須首先獲取相應部分的鎖，執行其工作，然后釋放鎖。

這將允許多個線程訪問數據的不同部分，而不需要全局同步。

Answer 2

我不相信你可以在Java中原子地訪問字節。 您可以做的最好是修改int值。 這將允許您模擬修改單個字節。

您可以使用Unsafe（在許多JVM上）進行比較並交換數組（）（堆ByteBuffer）或地址（）（直接ByteBuffer）

Answer 3

簡短的回答：你不能不訴諸JNI。

更長的答案：ByteBuffer API中沒有原子更新。 此外，沒有嚴格定義ByteBuffer與內存的交互。 在Sun實現中，用於訪問原始內存的方法不會嘗試刷新緩存，因此您可能會在多核處理器上看到過時的結果。

另外，請注意Buffer （及其子類，如ByteBuffer）被明確記錄為不是線程安全的。 如果有多個線程訪問同一個緩沖區，則（1）依賴實現行為進行絕對訪問，或者（2）編寫損壞的代碼以進行相對訪問。

Answer 4

關於此列表中並發DirectByteBuffer的長線程：

答案應該是“是”。

另一個例子是NIO.2。 寫/讀操作提交字節緩沖區，調用CompletionHandler時可以。

因為在NIO.2的情況下，只應用了DirectByteBuffer。 對於“克隆”到DirectByteBuffer的非Direct-ByteBuffer，它不是真正的低級操作的參數。

Answer 5

就個人而言，我會鎖定一個互斥鎖，直到我找出將數據寫入然后釋放互斥鎖的偏移量。 這樣你就可以鎖定很短的時間

Answer 6

應該可以鎖定ByteBuffer。 方法：

• 您可以創建一個鎖定對象列表，並在每次讀取bytebuffer時僅鎖定一個區域。 像DNA一樣，這應該是最快的解決方案。
• 或者您甚至可以使用內存映射來解決此問題 ，然后使用FileChannel.lock ，它也會鎖定bytebuffer的一個區域，但是更低級別。 編輯 ：這僅保護來自外部程序IMO的訪問
• 或者您可以使用幾個較小但同步的ByteBuffers +交換信息。 有趣的是 ，線程應該立即看到彼此的變化（這是我得到mmap想法的地方）

Answer 7

我認為將代碼的關鍵部分置於鎖定控制之下應該是干凈的解決方案。 但是，如果您的用例與寫入相比具有大量讀取，則不要直接使用同步。 我建議您使用ReentrantReadWriteLock作為解決方案的一部分。 在修改ByteBuffer的函數中，您可以使用writeLock（）。lock（）然后使用代碼。 而閱讀時則使用readLock（）。lock（）。 您可以在上述鏈接上閱讀有關讀寫鎖定的更多信息。 基本上它將允許並發讀取但不允許並發寫入，而寫入正在發生讀取線程等待