【转载】Java容器的线程安全
转自:http://blog.csdn.net/huilangeliuxin/article/details/12615507
同步容器类
同步容器类包括Vector和Hashtable(二者是早期JDK的一部分),还包括JDK1.2中添加的一些相似的类。同步容器类实现线程安全的方式是:将状态封闭起来,并对每个公有方法进行同步,使得每次只有一个线程能访问容器状态。这里解释一下所谓“状态”指的就是成员变量,“封装起来”即将它们设不private,但是通过公有的方法外界仍然可以访问修改类的私有成员,所以要用synchronized将公有方法进行同步,使得每次只有一个线程能访问容器状态。在多线程环境下调用同步容器类自带的所有方法时,实际上都是在串行执行,所以这严重降低并发性和吞吐量。
像List、Set、Map这些原本不是同步容器类,也可以通过Collections.synchronizedXXX工厂方法将其变为同步容器类,即对其公有方法进行同步。
- List<Student> students=Collections.synchronizedList(new ArrayList<Student>());

同步容器类的问题
容器上常见的操作包括:迭代访问、跳转(根据指定顺序找到当前元素的下一个元素)、条件运算(先检查再操作Check-And-Act,比如若没有则添加)。
- public static Object getLast(Vector vec){
- int lastIndex=vec.size()-1;
- return vec.get(lastIndex);
- }
- public static Object deleteLast(Vector vec){
- int lastIndex=vec.size()-1;
- return vec.remove(lastIndex);
- }

大线程的环境下,getLast()函数中第一行代码之后第二行代码之前如果执行了deleteLast(),那么getLast()继续执行第二行就会抛出ArrayIndexOutOfBoundException。所以要把getLast()和deleteLast()都变成原子操作:
- public static Object getLast(Vector vec){
- synchronized(vec){
- int lastIndex=vec.size()-1;
- return vec.get(lastIndex);
- }
- }
- public static Object deleteLast(Vector vec){
- synchronized(vec){
- int lastIndex=vec.size()-1;
- return vec.remove(lastIndex);
- }
- }

又比如容器上的迭代操作:
在size()之后get()之前,其他线程可能删除了vec中的元素,同样会导致抛出ArrayIndexOutOfBoundException。但这并不意味着Vector不是线程安全的,Vector的状态仍然是有效的,而抛出的异常也与其规范保持一致。
正确的做法是在迭代之前对vector加锁:
- synchronized(vec){
- for(int i=0;i<vec.size();i++)
- doSomething(vec.get(i));
- }

迭代器与ConcurrentModificationException
使用for或for-each循环对容器进行迭代时,javac内部都会转换成使用Iterator。在对同步容器类进行迭代时如果发现元素个数发生变化,那么hasNext和next将抛出ConcurrentModificationException,这被称为及时失效(fail-fast)。
- List<Student> students=Collections.synchronizedList(new ArrayList<Student>());
- //可能抛出ConcurrentModificationException
- for(Student student:students)
- doSomething(student);

为了防止抛出ConcurrentModificationException,需要在迭代之前对容器进行加锁,但是如果doSomething()比较耗时,那么其他线程都在等待锁,会极大降低吞吐率和CPU的利用率。不加锁的解决办法是“克隆”容器,在副本上进行迭代,由于副本被封闭在线程内,其他线程不会在迭代期间对其进行修改。克隆的过程也需要对容器加锁,开发人员要做出权衡,因为克隆容器本身也有显著的性能开销。
隐藏的迭代器
注意,下面的情况会间接地进行迭代操作,也会抛出ConcurrentModificationException:
- 容器的toString()、hashCode()和equals()方法
- containsAll()、removeAll()、retainAll()等方法
- 调用以上方法的方法,比如StringBuildre.append(Object)会调用toString()
- 容器作为另一个容器的元素或者键
- 把容器作为参数的构造函数
并发容器
并发Map
Striping)。结果是任意的读线程可以并发地访问Map,读线程和写线程可以并发地访问Map,一定数量的写线程可以并发地访问Map。而且在单线程的环境下,ConcurrentHashMap比HashMap性能损失很小。
Copy-On-Write容器
- public final class ThreeStorage{
- private final Set<String> storages=new HashSet<String>();
- public ThreeStorage(){
- storages.add("One");
- storages.add("Two");
- storages.add("Three");
- }
- public boolean isStorage(String name){
- return storages.contains(name);
- }
- }

虽然Set对象是可变的,但从ThreeStorage的设计上来看,Set对象在构造完成后无法对其进行修改。
- public class CopyOnWriteArrayList<E>{
- private volatile transient Object[] array;
- final Object[] getArray() {
- return array;
- }
- final void setArray(Object[] a) {
- array = a;
- }
- public E set(int index, E element) {
- //获取重入锁
- final ReentrantLock lock = this.lock;
- lock.lock();
- try {
- Object[] elements = getArray();
- Object oldValue = elements[index];
- //使用的是==而非equals
- if (oldValue != element) {
- int len = elements.length;
- //复制底层数组
- Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len);
- newElements[index] = element;
- //把底层数组写回
- setArray(newElements);
- } else {
- setArray(elements);
- }
- return (E)oldValue;
- } finally {
- //释放锁
- lock.unlock();
- }
- }
- }

并发Queue
Sorted容器
【转载】Java容器的线程安全的更多相关文章
- [转载]java自带线程池和队列详细讲解
FROM:http://blog.csdn.net/sd0902/article/details/8395677 一简介 线程的使用在java中占有极其重要的地位,在jdk1.4极其之前的jdk版本中 ...
- java容器的线程安全性
参考:https://www.cnblogs.com/yjd_hycf_space/p/7760248.html 线程安全的: Vector HashTable StringBuffer 线程不安全的 ...
- [转载]Java线程的两种实现方式
转载:http://baijiahao.baidu.com/s?id=1602265641578157555&wfr=spider&for=pc 前言 线程是程序的一条执行线索,执行路 ...
- java容器中 哪些是线程安全的
容器中线程安全的如:vectory,hashtable,非线程安全的如:hashmap,arrylist等. 对于原定义非线程的容器如:hashmap,arraylist可以使用Collec ...
- (转载)new Thread的弊端及Java四种线程池的使用
介绍new Thread的弊端及Java四种线程池的使用,对Android同样适用.本文是基础篇,后面会分享下线程池一些高级功能. 1.new Thread的弊端 执行一个异步任务你还只是如下new ...
- [ 转载 ] Java基础14--创建线程的两个方法
http://www.cnblogs.com/whgw/archive/2011/10/03/2198506.html Java提供了线程类Thread来创建多线程的程序.其实,创建线程与创建普通的类 ...
- Java 容器(list, set, map)
java容器类库的简化图: (虚线框表示接口, 实线框表示普通的类, 空心箭头表示特定的类实现了接口, 实心箭头表示某个类可以生成箭头所指的类对象) 继承Collection的主要有Set 和 Lis ...
- Java - 容器详解
一.ArrayList 长度可变数组,类似于c++ STL中的vector. 元素以线性方式连续存储,内部允许存放重复元素. 允许对元素进行随机的快速访问,但是向ArrayList中插入和删除元素的速 ...
- [转载] Java集合框架之小结
转载自http://jiangzhengjun.iteye.com/blog/553191 1.Java容器类库的简化图,下面是集合类库更加完备的图.包括抽象类和遗留构件(不包括Queue的实现): ...
随机推荐
- [Python]python去除两个txt文件的重复词汇 python 2020.2.10
两个txt文件词汇,用换行符分隔.可以用代码将要处理的文件去掉另一个文件所包含的重复内容. 如: a.txt内容为: 衡山 泰山 西湖 紫禁城 b.txt内容为: 泰山 衡山 长白山 张三丰 将a.t ...
- python requests [Errno 104] Connection reset by peer
有个需求,数据库有个表有将近 几千条 url 记录,每条记录都是一个图片,我需要请求他们拿到每个图片存到本地.一开始我是这么写的(伪代码): import requests for url in ur ...
- eclipse中部署项目到tomcat启动,一直是starting状态
这个问题主要是在eclipse中设置了proxy代理导致的,将Network Connections中的Active Provider更改即可! 打赏
- AntDesign(React)学习-3 React基础
前面项目已经建起来了,但是没有React基础怎么办,从头学习,这个项目使用的是基于React16.X版本的几种技术集成,那么我们就从网上找一些相关的资料进行研究,我的习惯是用到哪学到哪. 一.先看一些 ...
- js的6道基础题(笔试常考题)
转载:http://www.bubuko.com/infodetail-20477.html 题目一:找出数字数组中最大的元素 var arr=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]; c ...
- socket编程(python)
交互原理: 服务端和客户端通过底层socket接口编程通信,交互的信息都是通过byte字节形式传递,网络传输中不能保证信息完整传输有可能是分片传输,所以可能从缓冲区获取的信息需要分段拼接或拆分组合成一 ...
- openresty入门文章(笔者自用)
推荐好的openresty入门介绍文章:https://www.cnblogs.com/digdeep/p/4859575.html
- Vue项目接入MQTT
Vue项目接入MQTT 安装mqtt库 npm install mqtt --save Vue代码实现 <template> <div id="app"> ...
- oneshot和周期性shot
计数器的使用,oneshot:时刻. 有误差,日.每一些间隔可以产生周期性shot(多个持续性时刻)
- Centos7部署jenkins
1. 下载rpm包: a) 下载地址:https://pkg.jenkins.io/redhat-stable/ b) 点选一个下载即可,例如点选:“jen ...