如何解决List的线程不安全

本篇文章给大家分享的是有关如何解决List的线程不安全,小编觉得挺实用的,因此分享给大家学习,希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获,话不多说,跟着小编一起来看看吧。

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非线程安全的原因

ArrayList与LinkedList都是线程不安全的,以ArrayList的add方法源代码为例:

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

假如线程A和线程B分别往List中插入A和B。

其一:

elementData[size++] = e;这行代码不是原子操作 是分两部执行的 第一步:elementData[size] = e; 第二步:size++;

  • 线程A执行第一步 往List中第一个位置插入了数据A,此时线程挂起。

  • 线程B执行第一步 此时size仍然为0,于是数据B便覆盖了数据A。

  • 线程A执行第二步 将size变为1;线程B执行第二步 将size便为2。

  • 最终第一个位置是数据B,第二个位置为null,不符合预期结果。

其二:

ensureCapacityInternal(size + 1);这行代码可能导致ArrayIndexOutOfBoundsException ArrayList默认数组大小为10,假如现在数组中已经有9个元素了:

  • 线程A执行这段代码,校验不需要扩容,此时线程挂起。

  • 线程B执行这段代码,校验不需要扩容,然后把数据B放在下标为9的位置,size变为10。

  • 线程A继续执行,将数据A放在下标为10的位置,此时就会出现ArrayIndexOutOfBoundsException

线程安全的解决办法

既然ArrayList和LinkedList都是线程不安全的,那么有没有办法解决线程安全问题呢?

Vector

通过synchronize关键字修饰方法的线程安全类。

public synchronized void addElement(E obj) {
    modCount++;
    ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
    elementData[elementCount++] = obj;
}

Collcetions.synchronizedList(new ArrayList())

利用装饰模式,生成的集合在同步操作代码块中加入mutex的锁,此时进行操作时就是线程安全的了。 注意:此种方法在获取迭代器时没有同步,需要用户手动同步。

public void add(int index, E element) {
    synchronized (mutex) {list.add(index, element);}
}

CopyOnWriteArrayList

JDK1.5并发包提供的一个ArrayList线程安全的变体,通过ReentrantLock获取对象锁的方式来实现线程安全。 CopyOnWriteArrayList读取和写入是分离的,在添加或者删除元素的时候都会copy一个副本来操作,而读取的时候是不加锁的,这样既能保证读取的速度又能保证写入的线程安全问题。 后期我们在Java并发框架时再具体分析其源代码

public E get(int index) {
    return get(getArray(), index);
}

public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

注意:

  • CopyOnWriteArrayList由于是读写分离,可能会产生数据一致性问题。不能保证数据的实时一致性,只能保证数据的最终一致性

  • 由于采用copy方式操作数据,会有两个数组驻扎在内存中,占用内存会比较大。

以上就是如何解决List的线程不安全,小编相信有部分知识点可能是我们日常工作会见到或用到的。希望你能通过这篇文章学到更多知识。更多详情敬请关注创新互联行业资讯频道。


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