并发编程-线程安全策略之两种类型的同步容器

Posted 2021-08-30 爱上口袋的天空

脑图

概述

之前讲了一些常用的线程不安全的集合容器（ArrayList、HashMap、HashSet），如果有多个线程并发访问这些集合时就会出现线程不安全的问题。 当我们在使用这些容器时，需要我们自己来处理线程安全的问题。 使用起来相对会有些不便，而Java在这方面提供了相应的同步容器，我们可以在多线程情况下可以结合实际场景考虑使用这些同步容器。

同步容器

集合接口下的同步容器实现类 

• Vector的方法都是由synchronized关键字保护

ctrl + o，方法左侧 带有，就可以看出是个同步方法。 

• Stack继承了Vector，并且提供了栈操作（先进后出）
•  
• Hashtable也是由synchronized关键字保护

 

 Vector (线程安全性比ArrayList好一些，但并非绝对线程安全)

运行结果：

 

 这种情况下 ，多线程 计算结果正确

同步容器 线程不安全的场景

同步容器也并不一定是绝对线程安全的，例如有两个线程，线程A根据size的值循环执行remove操作，而线程B根据size的值循环执行执行get操作。它们都需要调用size获取容器大小，当循环到最后一个元素时，若线程A先remove了线程B需要get的元素，那么就会报越界错误

Vector中的方法都进行了同步处理，那么一定就是线程安全的，事实上这可不一定 。来演示下

运行结果： java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

 

我们来分析一下：

Vector是线程安全的，为什么还会报这个错？对于Vector，虽然能保证每一个时刻只能有一个线程访问它，但是不排除这种可能：

当某个线程在某个时刻执行这句时：

for(int i=0;i<vector.size();i++){
   vector.get(i);
}
 

假若此时vector的size方法返回的是10，i的值为9

然后另外一个线程执行了这句：

for(int i=0;i<vector.size();i++){
	vector.remove(i);
}
    

将下标为9的元素删除了, 那么通过get方法访问下标为9的元素肯定就会出问题了。

因此为了保证线程安全，必须在方法调用端做额外的同步措施

其他注意事项 

当我们使用foreach循环或迭代器去遍历元素的同时又执行删除操作的话，即便在单线程下也会报并发修改异常

所以在foreach循环或迭代器遍历的过程中不能做删除操作，若需遍历的同时进行删除操作的话尽量使用for循环。实在要使用foreach循环或迭代器的话应该先标记要删除元素的下标，然后最后再统一删除. 如果使用JDK8,可以使用函数式编程

 

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Hashtable

线程不安全的HashMap

 

运行结果：

 

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Collections.synchronizedXXX方法所创建的同步容器

Collections类中提供了多个synchronizedXxx方法， 该方法返回指定集合对象对应的同步对象，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题 

Collections.synchronizedList

 

运行结果： 线程安全

 

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Collections.synchronizedMap 

运行结果： 线程安全

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Collections.synchronizedSet 

 

运行结果： 线程安全

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小结

同步容器是通过synchronized来实现同步的，所以性能较差。而且同步容器也并不是绝对线程安全的，在一些特殊情况下也会出现线程不安全的行为。那么有没有更好的方式代替同步容器呢？----> 那就是**并发容器，有了并发容器后同步容器的使用也越来越少的，大部分都会优先使用并发容器(J.U.C)**

 总之一句话，优先使用并发容器提供的集合，而不是使用加了锁的同步容器中的集合