万胜 发表于 2022-3-26 10:24:58

Java的List如何实现线程安全?

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 Listnames = 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 = 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      extends SynchronizedCollection      implements List {      private static final long serialVersionUID = -7754090372962971524L;      final List list;      SynchronizedList(List 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 implements Collection, Serializable {      private static final long serialVersionUID = 3053995032091335093L;      final Collection 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      extends SynchronizedCollection      implements List {      private static final long serialVersionUID = -7754090372962971524L;      final List list;      SynchronizedList(List list) {            super(list);            this.list = list;      }      SynchronizedList(List 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 names = new LinkedList();      names.add("sub");      names.add("jobs");      // 同步方法1 内部使用lock      long a = System.currentTimeMillis();      List strings = new CopyOnWriteArrayList(names);      for (int i = 0; i < 100000; i++) {            strings.add("param1");      }      long b = System.currentTimeMillis();      // 同步方法2 装饰器模式使用 synchronized      List synchronizedList = Collections.synchronizedList(names);      for (int i = 0; i < 100000; i++) {            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。

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