ArrayList, Vector和CopyOnWriteArrayList对比学习
ArrayList线程不安全的例子
线程安全就是多线程访问时,采用加锁机制,当一个线程访问该类的某个数据时,进行保护,其他线程不能进行访问直到该线程读取完,其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。线程不安全就是不提供数据访问保护,有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据时脏数据。List接口下有两个实现,一个是ArrayList,另一个是Vector。从源码角度来看,因为Vector的方法前加了synchronized关键字,也就是同步。ArrayList是高效的,Vector则是线程安全的。
ArrayList不是线程安全的举个例子:一个ArrayList,在添加一个元素的时候,它有大体上有两步来完成:
- 在内部数组的size索引处存放此元素;
- 增大size的值
在单线程情况下,如果size是0,添加一个元素之后,此元素在位置0,而且size=1;
在多线程情况下,假设有两个线程,线程A现将元素放在0位置。但是此时CPU调度线程A暂停线程B得到运行机会,线程B也向ArrayList中添加元素,因为此时size仍然等于0(注意线程A只完成了添加的第一步,后面修该size的步骤还没做),所以线程B也将元素存放在位置0。然后线程A和线程B都继续运行,都增加size的值。对于这个ArrayList来说,元素实际上只有一个,存放在位置0,二size却等于2。
附:ArrayList的add方法:
public boolean add(E e) {
// Increments modCount!!
ensureCapacityInternal(size + 1);
// 现在size处放置元素, 然后在增加size
elementData[size++] = e;
return true;
}
测试ArrayList线程不安全的demo:
public class UnsafeArrayListDemo implements Runnable {
private List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); public void run() {
try {
Thread.sleep((int)Math.random());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
list.add(1);
} public static void main(String[] args) throws Exception {
ThreadGroup group = new ThreadGroup("group");
UnsafeArrayListDemo unsafeArrayListDemo = new UnsafeArrayListDemo();
for(int i=0; i<10000; i++) {
Thread t = new Thread(group, unsafeArrayListDemo, String.valueOf(i));
t.start();
}
// 等待线程组执行完毕
while(group.activeCount() > 0) {
Thread.sleep(100);
}
System.out.println(unsafeArrayListDemo.list.size());
}
}
现在看下Vector中的add方法:
public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}
基本上和ArrayList一样,都是先添加,然后对size自增,唯一不同的是这个方法上加了关键字synchronized。可以在ArrayList的demo换成Vector来测试(本人已经测试过了,就不附代码了,直接替换ArrayList就好了)。Vector相对于ArrayList也会很暴力,为了线程安全就对方法加上了synchronized。
Vector的方法在单个进行调用的时候虽然是线程安全的,但是进行方法的复合操作的时候仍然是线程不安全的,还需要客户端来进行加锁。
Vector复合操作不安全的例子
public class VectorDemo {
// 获取最后一个元素
public static Object getLast(Vector list) {
int lastIndex = list.size() - 1;
return list.get(lastIndex);
}
// 删除最后一个元素
public static void deleteLast(Vector list) {
int lastIndex = list.size() - 1;
list.remove(lastIndex);
}
}
像这种先获取值,然后进行操作都是不安全的,简单的方法就是在方法内部进行加锁。问题来了,怎么加锁呢?
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