Collections.synchronizedList

来源：互联网发布：大数据就业方向编辑：程序博客网时间：2024/05/22 05:02

Java代码收藏代码

@NotThreadSafe
class BadListHelper <E> {
public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());
public synchronized boolean putIfAbsent(E x) {
boolean absent = !list.contains(x);
if (absent)
list.add(x);
return absent;
}
}

这个示例希望实现的功能是为List提供一个原子操作：若没有则添加。因为ArrayList本身不是线程安全的，所以通过集合Collections.synchronizedList将其转换为一个线程安全的类，然后通过一个辅助的方法来为List实现这么个功能。初看起来这个方法没问题，因为也添加了synchronized关键字实现加锁了。

但是仔细分析，你会发现问题。首先对于synchronized关键字，需要说明的是，它是基于当前的对象来加锁的，上面的方法也可以这样写：

Java代码收藏代码

public boolean putIfAbsent(E x) {
synchronized(this) {
boolean absent = !list.contains(x);
if (absent)
list.add(x);
return absent;
}
}

所以这里的锁其实是BadListHelper对象，而可以肯定的是Collections.synchronizedList返回的线程安全的List内部使用的锁绝对不是BadListHelper的对象，应为你在声明和初始化这个集合的过程之中，你尚且都不知道这个对象的存在。所以BadListHelper中的putIfAbsent方法和线程安全的List使用的不是同一个锁，因此上面的这个加了synchronized关键字的方法依然不能实现线程安全性。

下面给出书中的另一种正确的实现：

Java代码收藏代码

@ThreadSafe
class GoodListHelper <E> {
public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());
public boolean putIfAbsent(E x) {
synchronized (list) {
boolean absent = !list.contains(x);
if (absent)
list.add(x);
return absent;
}
}
}

如果你要分析这个实现是否正确，你需要搞清楚Collections.synchronizedList返回的线程安全的List内部使用的锁是哪个对象，所以你得看看Collections.synchronizedList这个方法的源码了。该方法源码如下：

Java代码收藏代码

public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) {
return (list instanceof RandomAccess ?
new SynchronizedRandomAccessList<T>(list) :
new SynchronizedList<T>(list));
}

通过源码，我们还需要知道ArrayList是否实现了RandomAccess接口：

Java代码收藏代码

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

查看ArrayList的源码，可以看到它实现了RandomAccess，所以上面的synchronizedList放回的应该是SynchronizedRandomAccessList的实例。接下来看看SynchronizedRandomAccessList这个类的实现：

Java代码收藏代码

static class SynchronizedRandomAccessList<E>
extends SynchronizedList<E>
implements RandomAccess {
SynchronizedRandomAccessList(List<E> list) {
super(list);
}
SynchronizedRandomAccessList(List<E> list, Object mutex) {
super(list, mutex);
}
public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
synchronized(mutex) {
return new SynchronizedRandomAccessList<E>(
list.subList(fromIndex, toIndex), mutex);
}
}
static final long serialVersionUID = 1530674583602358482L;
/**
* Allows instances to be deserialized in pre-1.4 JREs (which do
* not have SynchronizedRandomAccessList). SynchronizedList has
* a readResolve method that inverts this transformation upon
* deserialization.
*/
private Object writeReplace() {
return new SynchronizedList<E>(list);
}
}

因为SynchronizedRandomAccessList这个类继承自SynchronizedList，而大部分方法都在SynchronizedList中实现了，所以源码中只包含了很少的方法，但是通过subList方法，我们可以看到这里使用的锁对象为mutex对象，而mutex是在SynchronizedCollection类中定义的，所以再看看SynchronizedCollection这个类中关于mutex的定义部分源码：

Java代码收藏代码

static class SynchronizedCollection<E> implements Collection<E>, Serializable {
// use serialVersionUID from JDK 1.2.2 for interoperability
private static final long serialVersionUID = 3053995032091335093L;
final Collection<E> c; // Backing Collection
final Object mutex; // Object on which to synchronize
SynchronizedCollection(Collection<E> c) {
if (c==null)
throw new NullPointerException();
this.c = c;
mutex = this;
}
SynchronizedCollection(Collection<E> c, Object mutex) {
this.c = c;
this.mutex = mutex;
}
}

可以看到mutex就是当前的SynchronizedCollection对象，而SynchronizedRandomAccessList继承自SynchronizedList，SynchronizedList又继承自SynchronizedCollection，所以SynchronizedRandomAccessList中的mutex也就是SynchronizedRandomAccessList的this对象。所以在GoodListHelper中使用的锁list对象，和SynchronizedRandomAccessList内部的锁是一致的，所以它可以实现线程安全性。

java 多线程操作List，已经做了同步synchronized，还会有ConcurrentModificationException，知道为什么吗？

如题，最近项目里有个模块我做了异步处理方面的事情，在code过程中发现一个颠覆我对synchronized这个关键字和用法的地方，请问各位java开发者们是否对此有一个合理的解释，不多说，我直接贴出问题代码：

（事实证明这是一个坑，各位读者，如果有兴趣，可以先不看答案，自己看看能不能发现这个坑）

import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.List;import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class ConcurrentList {    //private static List<String> TEST_LIST = new CopyOnWriteArrayList<String>();    private static List<String> TEST_LIST = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());    public static void main(String[] args) {        new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                while (true) {                    try {                        Thread.sleep(100);                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                    synchronized (TEST_LIST) {                        TEST_LIST.add("11");                    }                    System.out.println("Thread1 running");                }            }        }).start();        new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                while (true) {                    try {                        Thread.sleep(100);                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                    synchronized (TEST_LIST) {                        for (String at : TEST_LIST) {                            TEST_LIST.add("22");                        }                    }                    System.out.println("Thread2 running");                }            }        }).start();    }}

输出结果是：

Thread1 runningException in thread "Thread-1" java.util.ConcurrentModificationException    at java.util.AbstractList$Itr.checkForComodification(AbstractList.java:372)    at java.util.AbstractList$Itr.next(AbstractList.java:343)    at com.free4lab.lol.ConcurrentList$2.run(ConcurrentList.java:40)    at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)Thread1 runningThread1 runningThread1 runningThread1 runningThread1 runningThread1 runningThread1 runningThread1 running

-----------------------------------分隔线，以下是解释--------------------------------

问题明了了：

以上问题不是并发的问题，是ArrayList的问题，是个坑！且看如下代码，以及运行结果：

import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.List;import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class ConcurrentList {    //private static List<String> TEST_LIST = new CopyOnWriteArrayList<String>();    private static List<String> TEST_LIST = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());    public static void main(String[] args) {        TEST_LIST.add("111");        TEST_LIST.add("222");        for (String at : TEST_LIST) {            System.out.println(at);            TEST_LIST.add("333");            System.out.println("add over");        }    }}

结果是：

111add overException in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException    at java.util.AbstractList$Itr.checkForComodification(AbstractList.java:372)    at java.util.AbstractList$Itr.next(AbstractList.java:343)    at com.free4lab.lol.ConcurrentList.main(ConcurrentList.java:15)

分析：我们发现迭代了一次之后就抛出所谓的并发修改异常，不过这里没有多线程，看下源代码就知道了

list.add的时候执行了，修改了modCount，循环外面一次add到第一次迭代不会有问题，因为初始化的时候在AbstractList中int expectedModCount = modCount;，

/**     * Appends the specified element to the end of this list.     *     * @param e element to be appended to this list     * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})     */    public boolean add(E e) {    ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!    elementData[size++] = e;    return true;    }public void ensureCapacity(int minCapacity) {    modCount++;    int oldCapacity = elementData.length;    if (minCapacity > oldCapacity) {        Object oldData[] = elementData;        int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;            if (newCapacity < minCapacity)        newCapacity = minCapacity;            // minCapacity is usually close to size, so this is a win:            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    }    }

public E next() {            checkForComodification();        try {        E next = get(cursor);        lastRet = cursor++;        return next;        } catch (IndexOutOfBoundsException e) {        checkForComodification();        throw new NoSuchElementException();        }    }

这样迭代器next()第一次 checkForComodification() 是不会抛出异常的，第二次才会抛出异常，因为在checkForComodification()里检查了

final void checkForComodification() {        if (modCount != expectedModCount)        throw new ConcurrentModificationException();    }}

这样，在循环迭代中，进行了一次add操作，修改了modcount变量，再次迭代的时候，异常就throw出来了!

如果非要进行这样的操作，那么声明list为CopyOnWriteArrayList，就ok！因为用了copyonwrite技术

import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.List;import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class ConcurrentList {    private static List<String> TEST_LIST = new CopyOnWriteArrayList<String>();    //private static List<String> TEST_LIST = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());    public static void main(String[] args) {        TEST_LIST.add("111");        TEST_LIST.add("222");        for (String at : TEST_LIST) {            System.out.println(at);            TEST_LIST.add("333");            System.out.println("add over");        }    }}

输出是正确的：

111add over222add over

额外再说一点，也可以用iterator迭代，不过同样也无法调用next()方法（我注释掉了），这样程序就是死循环了，不断的加，不断的迭代。所以我感觉如果需要在迭代中增加元素，真正有用的还是CopyOnWriteArrayList，不过实际中，如果CopyOnWriteArrayList代价太高，可能我们可以申请一个临时list存放，在迭代后合并到主list中！

import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.Iterator;import java.util.List;import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class ConcurrentList {    //private static List<String> TEST_LIST = new CopyOnWriteArrayList<String>();    private static List<String> TEST_LIST = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());    public static void main(String[] args) {        TEST_LIST.add("111");        TEST_LIST.add("222");        Iterator iterator  = TEST_LIST.iterator();          while(iterator.hasNext()){            //System.out.println(iterator.next());            TEST_LIST.add("333");            System.out.println("add over");        }      }}

0 0