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 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

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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