同步容器和并发容器-阿里云开发者社区

同步容器和并发容器

2023-07-27 62

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简介： 同步容器和并发容器

公众号merlinsea

同步容器

同步容器：同步容器在java中包括有Vector，HashTable，Collections.syncronizedXXX
当多个线程去操作同一个同步容器的时候，调用这个同步容器的方法会持有同一把锁，在Vector中是持有this锁，在Collections.syncronizedXXX中是持有mutex锁。因此在多线程环境下可能存在线程不安全的问题
下面以Vector为例作为讲解：单线程环境下使用Vector同步容器：这种用法是没有问题的，不存在线程不安全的问题。但由于Vector每一方法都使用了syncronized的关键字，在这种情况下性能不如ArrayList集合。

public class VectorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> stringVector = new Vector<>();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            stringVector.add("demo" + i);
        }
        //正确迭代
        Iterator<String> stringIterator = stringVector.iterator();
        while (stringIterator.hasNext()) {
            String next = stringIterator.next();
            if (next.equals("demo2")) {
                stringIterator.remove();
            }
        }
    }
}

多线程环境下使用Vector同步容器：这种用法存在线程安全问题

如何保证多线程环境下操作同一个Vector依旧是线程安全的呢？

外部额外加锁。通常会选择锁住迭代器

public class VectorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> stringVector = new Vector<>();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            stringVector.add("demo" + i);
        }
        Iterator<String> stringIterator = stringVector.iterator();
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            new Thread(() -> {
                synchronized (stringIterator) {
                    while (stringIterator.hasNext()) {
                        String next = stringIterator.next();
                        if (next.equals("demo2")) {
                            stringIterator.remove();
                        }
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
}

综合上述的问题，

Vector在单线程环境下不存在线程安全问题，因此不需要内部每一个方法都加syncronized修饰，因此性能不如ArrayList集合。

Vector在多线程环境下存在线程安全问题，因此外部需要额外加锁保证线程安全，但外部额外加上了syncronized修饰，syncronized代码块中的函数其实也就没有必要在加锁了，因此在多线程环境下依旧可以通过包装ArrayList实现比vector性能更好的同步容器。

以上就是Vector为啥被废弃的原因。

并发容器

并发容器：并发容器在java中包括有CopyOnWrite系列，Concurrent系列和BlockingQueue系列
当多个线程去操作同一个并发容器的时候，会先拷贝一个并发容器的副本，然后对副本操作，最后根据cas操作进行判断然后写回原来的并发容器中。
下面是多线程操作同一个CopyOnWriteArrayList的例子（线程安全）

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> strings = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            strings.add("demo" + i);
        }
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            new Thread(() -> {
                strings.forEach(e -> {
                    if (e.equals("demo2")) {
                        /**
                         * 这里不会发生线程安全问题，remove操作是在副本中操作，然后再根据cas原理写回主存
                         */
                        strings.remove(e);
                    }
                });
            }).start();
        }
    }
}