Java的List如何实现线程安全?

Python013

Java的List如何实现线程安全?,第1张

Java的List如何实现线程安全

Collections.synchronizedList(names)效率最高,线程安全

Java的List是我们平时很常用的集合,线程安全对于高并发的场景也十分的重要,那么List如何才能实现线程安全呢 ?

加锁

首先大家会想到用Vector,这里我们就不讨论了,首先讨论的是加锁,例如下面的代码

public class Synchronized{

private List<String> names = new LinkedList<>()

public synchronized void addName(String name ){

names.add("abc")

}

public String getName(Integer index){

Lock lock =new ReentrantLock()

lock.lock()

try {

return names.get(index)

}catch (Exception e){

e.printStackTrace()

}

finally {

lock.unlock()

}

return null

}

}

synchronized一加,或者使用lock 可以实现线程安全,但是这样的List要是很多个,代码量会大大增加。

java自带类

在java中我找到自带有两种方法

CopyOnWriteArrayList

CopyOnWrite 写入时复制,它使一个List同步的替代品,通常情况下提供了更好的并发性,并且避免了再迭代时候对容器的加锁和复制。通常更适合用于迭代,在多插入的情况下由于多次的复制性能会一定的下降。

下面是add方法的源代码

 public boolean add(E e) {

final ReentrantLock lock = this.lock// 加锁 只允许获得锁的线程访问

lock.lock()

try {

Object[] elements = getArray()

int len = elements.length

// 创建个长度加1的数组并复制过去

Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1)

newElements[len] = e// 赋值

setArray(newElements)// 设置内部的数组

return true

} finally {

lock.unlock()

}

}

Collections.synchronizedList

Collections中有许多这个系列的方法例如

主要是利用了装饰者模式对传入的集合进行调用 Collotions中有内部类SynchronizedList

static class SynchronizedList<E>

extends SynchronizedCollection<E>

implements List<E>{

private static final long serialVersionUID = -7754090372962971524L

final List<E>list

SynchronizedList(List<E>list) {

super(list)

this.list = list

}

public E get(int index) {

synchronized (mutex) {return list.get(index)}

}

public E set(int index, E element) {

synchronized (mutex) {return list.set(index, element)}

}

public void add(int index, E element) {

synchronized (mutex) {list.add(index, element)}

}

public E remove(int index) {

synchronized (mutex) {return list.remove(index)}

}

static class SynchronizedCollection<E>implements Collection<E>, Serializable {

private static final long serialVersionUID = 3053995032091335093L

final Collection<E>c // Backing Collection

final Object mutex    // Object on which to synchronize

这里上面的mutex就是锁的对象 在构建时候可以指定锁的对象 主要使用synchronize关键字实现线程安全

 /**

* @serial include

*/

static class SynchronizedList<E>

extends SynchronizedCollection<E>

implements List<E>{

private static final long serialVersionUID = -7754090372962971524L

final List<E>list

SynchronizedList(List<E>list) {

super(list)

this.list = list

}

SynchronizedList(List<E>list, Object mutex) {

super(list, mutex)

this.list = list

}

这里只是列举SynchronizedList ,其他类类似,可以看下源码了解下。

测试

public class Main {

public static void main(String[] args) {

List<String>names = new LinkedList<>()

names.add("sub")

names.add("jobs")

// 同步方法1 内部使用lock

long a = System.currentTimeMillis()

List<String>strings = new CopyOnWriteArrayList<>(names)

for (int i = 0i <100000i++) {

strings.add("param1")

}

long b = System.currentTimeMillis()

// 同步方法2 装饰器模式使用 synchronized

List<String>synchronizedList = Collections.synchronizedList(names)

for (int i = 0i <100000i++) {

synchronizedList.add("param2")

}

long c = System.currentTimeMillis()

System.out.println("CopyOnWriteArrayList time == "+(b-a))

System.out.println("Collections.synchronizedList time == "+(c-b))

}

}

两者内部使用的方法都不一样,CopyOnWriteArrayList内部是使用lock进行加锁解锁完成单线程访问,synchronizedList使用的是synchronize

进行了100000次添加后时间对比如下:

可以看出来还是使用了synchronize的集合工具类在添加方面更加快一些,其他方法这里篇幅关系就不测试了,大家有兴趣去试一下。

在集合框架中,有些类是线程安全的,这些都是jdk1.1中的出现的。在jdk1.2之后,就出现许许多多非线程安全的类。 下面是这些线程安全的同步的类:

vector:就比arraylist多了个同步化机制(线程安全),因为效率较低,现在已经不太建议使用。在web应用中,特别是前台页面,往往效率(页面响应速度)是优先考虑的。

statck:堆栈类,先进后出

hashtable:就比hashmap多了个线程安全

enumeration:枚举,相当于迭代器

除了这些之外,其他的都是非线程安全的类和接口。

线程安全的类其方法是同步的,每次只能一个访问。是重量级对象,效率较低。

其他:

1. hashtable跟hashmap的区别

hashtable是线程安全的,即hashtable的方法都提供了同步机制;hashmap不是线程安全的,即不提供同步机制 ;hashtable不允许插入空值,hashmap允许!