SecureRandom 流具有多个线程的奇怪行为

Question

我正在尝试使用 SecureRandom 生成随机值，特别是它对流的支持。理想情况下，值应该在恒定的基础上生成，因此流可以是无限的：

SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
Iterator<Integer> idIterator = secureRandom.ints().distinct().iterator();

文档指出 "SecureRandom 对象可以安全地供多个并发线程使用。" 但是当多个线程从迭代器中检索下一个值时，我得到（至少）一个线程中的错误似乎是由于竞争条件造成的：

Thread t1 = new Thread(() -> idIterator.next());
Thread t2 = new Thread(() -> idIterator.next());
t1.start();
t2.start();


Exception in thread "Thread-1" java.lang.IllegalStateException: source already consumed or closed
    at java.base/java.util.stream.AbstractPipeline.sourceSpliterator(AbstractPipeline.java:409)
    at java.base/java.util.stream.AbstractPipeline.lambda$spliterator[=11=](AbstractPipeline.java:367)
    at java.base/java.util.stream.StreamSpliterators$AbstractWrappingSpliterator.init(StreamSpliterators.java:142)
    at java.base/java.util.stream.StreamSpliterators$AbstractWrappingSpliterator.doAdvance(StreamSpliterators.java:157)
    at java.base/java.util.stream.StreamSpliterators$IntWrappingSpliterator.tryAdvance(StreamSpliterators.java:358)
    at java.base/java.util.SpliteratorsAdapter.hasNext(Spliterators.java:726)
    at java.base/java.util.SpliteratorsAdapter.nextInt(Spliterators.java:732)
    at java.base/java.util.PrimitiveIterator$OfInt.next(PrimitiveIterator.java:128)
    at java.base/java.util.PrimitiveIterator$OfInt.next(PrimitiveIterator.java:86)
    at example.Example.foo(Example.java:39)

当我多次运行代码时，有时会得到另一种异常（NullPointerException）。

如果我限制流并删除 distinct() 操作，行为是相同的：

secureRandom.ints().limit(100).iterator();

编辑：

另一方面，如果我避免使用流并仅从每个线程调用 SecureRandom.nextInt()，不会按预期观察到竞争条件。

Thread t1 = new Thread(() -> secureRandom.nextInt());
Thread t2 = new Thread(() -> secureRandom.nextInt());
t1.start();
t2.start(); // code is thread-safe

我想知道为什么迭代器会改变行为？特别是 ints() 方法的 Javadocs 声明 "生成伪随机 int 值，就好像它是调用方法的结果 nextInt()".

P.S.: 当然我可以解决这个问题但是同步获取下一个值的线程。

Answer 1

虽然 SecureRandom 本身是线程安全的，但流不是。整个 Streams API 被构建为由单个线程访问。虽然中间操作可以并行执行，但它们必须从单个线程调用。

因此 ints() 及其迭代器都不是线程安全的。

那么您可以做的是为每个线程创建一个流。

Thread t1 = new Thread(() -> secureRandom.ints().distinct().iterator().next());
Thread t2 = new Thread(() -> secureRandom.ints().distinct().iterator().next());
t1.start();
t2.start();

SecureRandom 流具有多个线程的奇怪行为

SecureRandom stream weird behavior with multiple threads

java

multithreading

stream

thread-safety

secure-random