离线下载
PDF版 ePub版

兰亭风雨 · 更新于 2018-11-28 11:00:43

多线程环境下安全使用集合 API

在集合 API 中,最初设计的 Vector 和 Hashtable 是多线程安全的。例如:对于 Vector 来说,用来添加和删除元素的方法是同步的。如果只有一个线程与 Vector 的实例交互,那么,要求获取和释放对象锁便是一种浪费,另外在不必要的时候如果滥用同步化,也有可能会带来死锁。因此,对于更改集合内容的方法,没有一个是同步化的。集合本质上是非多线程安全的,当多个线程与集合交互时,为了使它多线程安全,必须采取额外的措施。

在 Collections 类中有多个静态方法,它们可以获取通过同步方法封装非同步集合而得到的集合:

  • public static Collection synchronizedCollention(Collection c)

  • public static List synchronizedList(list l)

  • public static Map synchronizedMap(Map m)

  • public static Set synchronizedSet(Set s)

  • public static SortedMap synchronizedSortedMap(SortedMap sm)

  • public static SortedSet synchronizedSortedSet(SortedSet ss)

这些方法基本上返回具有同步集合方法版本的新类。比如,为了创建多线程安全且由 ArrayList 支持的 List,可以使用如下代码:

List list = Collection.synchronizedList(new ArrayList());

注意,ArrayList 实例马上封装起来,不存在对未同步化 ArrayList 的直接引用(即直接封装匿名实例)。这是一种最安全的途径。如果另一个线程要直接引用 ArrayList 实例,它可以执行非同步修改。

下面给出一段多线程中安全遍历集合元素的示例。我们使用 Iterator 逐个扫描 List 中的元素,在多线程环境中,当遍历当前集合中的元素时,一般希望阻止其他线程添加或删除元素。安全遍历的实现方法如下:

import java.util.*;  

public class SafeCollectionIteration extends Object {  
    public static void main(String[] args) {  
        //为了安全起见,仅使用同步列表的一个引用,这样可以确保控制了所有访问  
        //集合必须同步化,这里是一个List  
        List wordList = Collections.synchronizedList(new ArrayList());  

        //wordList中的add方法是同步方法,会获取wordList实例的对象锁  
        wordList.add("Iterators");  
        wordList.add("require");  
        wordList.add("special");  
        wordList.add("handling");  

        //获取wordList实例的对象锁,  
        //迭代时,阻塞其他线程调用add或remove等方法修改元素  
        synchronized ( wordList ) {  
            Iterator iter = wordList.iterator();  
            while ( iter.hasNext() ) {  
                String s = (String) iter.next();  
                System.out.println("found string: " + s + ", length=" + s.length());  
            }  
        }  
    }  
}  

这里需要注意的是:在 Java 语言中,大部分的线程安全类都是相对线程安全的,它能保证对这个对象单独的操作时线程安全的,我们在调用的时候不需要额外的保障措施,但是对于一些特定的连续调用,就可能需要在调用端使用额外的同步手段来保证调用的正确性。例如 Vector、HashTable、Collections的synchronizedXxxx()方法包装的集合等。

上一篇: 实现内存可见性的... 下一篇: 死锁