java - 为什么 mkdir() 有时不起作用？

Question

我编写这个程序是为了测试 mkdir() 失败的场景。为什么会失败？

有时它工作正常，有时我得到:

Cannot create DIR :: myDir4 Cannot create DIR :: myDir4

最后我发现每个目录都已创建...

在每次测试中我都会删除所有创建的目录。

我试过这个，因为在我的项目中有 100 个线程试图测试和创建这样的目录......并且也以同样的方式失败......

public class DFS {
    static long time1 = System.currentTimeMillis();
    public static void main(String a[]) {
        new Thread(new CreteDir()).start();
        new Thread(new CreteDir()).start();
        new Thread(new CreteDir()).start();
        new Thread(new CreteDir()).start();
        new Thread(new CreteDir()).start();
        new Thread(new CreteDir()).start();
        new Thread(new CreteDir()).start();
        new Thread(new CreteDir()).start();
    }
}

class CreteDir implements Runnable {
    public void run() {
        //Object obj = new Object();
        synchronized (this) {
        if(System.currentTimeMillis() - DFS.time1 > 10) {
            try {
                this.wait();
            }
            catch(InterruptedException ie) {
                ie.printStackTrace();
            }
        }
        File f1 = new File("myDir1");
        File f2 = new File("myDir2");
        File f3 = new File("myDir3");
        File f4 = new File("myDir4");
        File f5 = new File("myDir5");

        if (!f1.exists()&&!f1.mkdir()) {
            System.out.println("Cannot create DIR :: "+f1.getName());
        }
        if (!f2.exists()&&!f2.mkdir()) {
            System.out.println("Cannot create DIR :: "+f2.getName());
        }
        if (!f3.exists()&&!f3.mkdir()) {
            System.out.println("Cannot create DIR :: "+f3.getName());
        }
        if (!f4.exists()&&!f4.mkdir()) {
            System.out.println("Cannot create DIR :: "+f4.getName());
        }
        if (!f5.exists()&&!f5.mkdir()) {
            System.out.println("Cannot create DIR :: "+f5.getName());
        }
        this.notifyAll();
        }
    }
}

Answer 1

你有一个竞争条件。

每个线程都会尝试检查每个目录，如果目录不存在则创建它。发生的事情是这样的:

• 线程A测试myDir4，发现不存在
• 线程B测试myDir4，发现不存在
• 线程 A 创建 myDir4 ... 成功!
• thread B 创建 myDir4 ... 失败!它已经存在。

任何目录都可能发生这种情况……或者根本不会发生……具体取决于操作系统如何安排 Java 线程等。

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您的代码正尝试在 this 上同步，但尝试无效。 this 将是当前线程正在使用的 CreteDir 的实例……但每个线程都有不同的实例，因此实际上没有线程间同步。为了有效地同步，所有线程都需要在同一个对象上同步……但这会使您的多线程无效，因为粒度是错误的。

事实上，您的整个多线程策略需要重新考虑。事实上，这不是“真正的代码”，这意味着我们无法真正建议您如何去做。

阅读您上一条评论的字里行间，我认为您有三种可能的策略:

• 当目录不存在时，只需使用“全局”锁来同步目录的创建。像这样:

  // Test first without locking to reduce the concurrency bottleneck
  if (!dir.exists()) {
      synchronize (globalDirLock) {
          // Repeat the test while holding the lock
          if (!dir.exists()) { 
              if (!dir.mkdir()) {
                  System.out.println("OOOPS!");
              }
          }
      }
  }
  

• 创建一个内存数据结构，每个目录有一个(锁)对象。填充该数据结构需要小心进行，以避免出现竞争条件，即两个同时发生的客户端请求最终会为单个目录创建两个锁定对象。

  (如果你稍微调整一下这个方案，你可能还可以使用锁对象的存在来避免重复检查目录是否存在。检查涉及系统调用并且在处理器开销方面是不平凡的。)

• 忽略 File.mkdir() 返回 false 的情况。 (也许再做一次 File.exists() 或 File.isDirectory() 测试……以防万一。)