集合类型的并发Collections.synchronizedList 的使用

Posted 2022-12-06 carbs_wang

原文出自：http://my.oschina.net/infiniteSpace/blog/305425

1 ：关注要点，为什么在有synchroniezed方法的同时会出现 Collections.synchronizedList

2 ：知识背景： 您可能需要了解java Synchronized方法的加锁的各种机制，包括如何上锁，锁对象

3 ： plus： 您需要不断的深化 Java加锁的各种机制

 

Java代码  

1. @NotThreadSafe  

2. class BadListHelper <E>   

3.     public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());  

4.   

5.     public synchronized boolean putIfAbsent(E x)   

6.         boolean absent = !list.contains(x);  

7.         if (absent)  

8.             list.add(x);  

9.         return absent;  

10.       

11.   

 

  这个示例希望实现的功能是为List提供一个原子操作：若没有则添加。因为ArrayList本身不是线程安全的，所以通过集合Collections.synchronizedList将其转换为一个线程安全的类，然后通过一个辅助的方法来为List实现这么个功能。初看起来这个方法没问题，因为也添加了synchronized关键字实现加锁了。

 

但是仔细分析，你会发现问题。首先对于synchronized关键字，需要说明的是，它是基于当前的对象来加锁的，上面的方法也可以这样写：

 

Java代码  

1. public boolean putIfAbsent(E x)   

2.     synchronized(this)   

3.         boolean absent = !list.contains(x);  

4.         if (absent)  

5.             list.add(x);  

6.         return absent;  

7.       

8.   

 

  所以这里的锁其实是BadListHelper对象， 而可以肯定的是Collections.synchronizedList返回的线程安全的List内部使用的锁绝对不是BadListHelper的对象，应为你在声明和初始化这个集合的过程之中，你尚且都不知道这个对象的存在。所以BadListHelper中的putIfAbsent方法和线程安全的List使用的不是同一个锁，因此上面的这个加了synchronized关键字的方法依然不能实现线程安全性。

 

下面给出书中的另一种正确的实现：

 

 

Java代码  

1. @ThreadSafe  

2. class GoodListHelper <E>   

3.     public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());  

4.   

5.     public boolean putIfAbsent(E x)   

6.         synchronized (list)   

7.             boolean absent = !list.contains(x);  

8.             if (absent)  

9.                 list.add(x);  

10.             return absent;  

11.           

12.       

13.   

 

  如果你要分析这个实现是否正确，你需要搞清楚Collections.synchronizedList返回的线程安全的List内部使用的锁是哪个对象，所以你得看看Collections.synchronizedList这个方法的源码了。该方法源码如下：

 

Java代码  

1. public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list)   

2.     return (list instanceof RandomAccess ?  

3.                 new SynchronizedRandomAccessList<T>(list) :  

4.                 new SynchronizedList<T>(list));  

5.       

 

 

通过源码，我们还需要知道ArrayList是否实现了RandomAccess接口：

 

Java代码  

1. public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>  

2.         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable  

 

  查看ArrayList的源码，可以看到它实现了RandomAccess，所以上面的synchronizedList放回的应该是SynchronizedRandomAccessList的实例。接下来看看SynchronizedRandomAccessList这个类的实现：

 

 

Java代码  

1. static class SynchronizedRandomAccessList<E>  

2.     extends SynchronizedList<E>  

3.     implements RandomAccess   

4.   

5.         SynchronizedRandomAccessList(List<E> list)   

6.             super(list);  

7.           

8.   

9.     SynchronizedRandomAccessList(List<E> list, Object mutex)   

10.             super(list, mutex);  

11.           

12.   

13.     public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex)   

14.         synchronized(mutex)   

15.                 return new SynchronizedRandomAccessList<E>(  

16.                     list.subList(fromIndex, toIndex), mutex);  

17.               

18.           

19.   

20.         static final long serialVersionUID = 1530674583602358482L;  

21.   

22.         /** 

23.          * Allows instances to be deserialized in pre-1.4 JREs (which do 

24.          * not have SynchronizedRandomAccessList).  SynchronizedList has 

25.          * a readResolve method that inverts this transformation upon 

26.          * deserialization. 

27.          */  

28.         private Object writeReplace()   

29.             return new SynchronizedList<E>(list);  

30.           

31.       

 

因为SynchronizedRandomAccessList这个类继承自SynchronizedList，而大部分方法都在SynchronizedList中实现了，所以源码中只包含了很少的方法，但是通过subList方法，我们可以看到这里使用的锁对象为mutex对象，而mutex是在SynchronizedCollection类中定义的，所以再看看SynchronizedCollection这个类中关于mutex的定义部分源码：

Java代码  

1. static class SynchronizedCollection<E> implements Collection<E>, Serializable   

2.     // use serialVersionUID from JDK 1.2.2 for interoperability  

3.     private static final long serialVersionUID = 3053995032091335093L;  

4.   

5.     final Collection<E> c;  // Backing Collection  

6.     final Object mutex;     // Object on which to synchronize  

7.   

8.     SynchronizedCollection(Collection<E> c)   

9.             if (c==null)  

10.                 throw new NullPointerException();  

11.         this.c = c;  

12.             mutex = this;  

13.           

14.     SynchronizedCollection(Collection<E> c, Object mutex)   

15.         this.c = c;  

16.             this.mutex = mutex;  

17.           

18.   

  可以看到mutex就是当前的SynchronizedCollection对象，而SynchronizedRandomAccessList继承自SynchronizedList，SynchronizedList又继承自SynchronizedCollection，所以SynchronizedRandomAccessList中的mutex也就是SynchronizedRandomAccessList的this对象。所以在GoodListHelper中使用的锁list对象，和SynchronizedRandomAccessList内部的锁是一致的，所以它可以实现线程安全性。