不同容器类是否线程安全
来源:互联网 发布:淘宝上的面膜能不能买 编辑:程序博客网 时间:2024/05/29 09:25
ArrayList
LinkedList
Vector
HashMap
HashTable
StringBuilder
StringBuffer
区别
容器类线程安全, 非线程安全的区别可以用下面这个例子来表述:
以ArrayList
和Vector
为例, 同时建立100个线程, 每个线程都向容器中添加100个元素,
最后统计容器内元素的数量, 对于ArrayList
来说, 最后的量并不一定是10000个, 甚至会出现IndexOutofBoundsException
, 但是对于Vector
来说, 最后的量一定是10000个, 且不会出现任何异常. 这便是线程安全与非线程安全的一个直观表现.
非线程安全 != 多线程下不可使用
非线程安全并不意味这不可以在多线程环境下不可使用, 上述问题出现在多个线程操作同一个ArrayList
对象, 如果一个ArrayList
只在一个线程下进行操作, 还是可以使用ArrayList
的.
如何使非线程安全容器类变得线程安全
使用List<Object> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<Object>());
可以使list
变得线程安全.
造成非线程安全的原因
一般来说, 造成非线程安全主要有两个原因:
1. 一个操作不是原子性操作
2. 执行过程中可能被中断
查看ArrayList
关于add(E e)
的相关源码:
public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true;}private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity);}private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity);}private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}
list中含有null的原因
即使不发生IndexOutofBoundsException
异常, 最后的元素总数也不全都是100000个.
问题出现在add(E e)
中的elementData[size++] = e;
, 这句代码大致会分成以下两步:
elementData[size] = e;
- `size++“
如果线程A执行完第1步中断, 线程B开执行add, 执行到第1步时候因为size
还未+1, 所以线程B仍会将e赋值给elementData[size]
, 之后线程B执行+1操作, 线程A也执行+1操作, 也就意味着,并没有对 elementData[size+1]
进行赋值, 其值也就为null.
元素总量不符合预期的原因
根本原因在于自加操作不是原子性的
线程B可能在线程A执行size++
中间就开始同时执行size++
, 这可能会使得线程A,B执行之初时size值相同, 导致元素总量小于预期.
IndexOutofBoundsException产生原因
ArrayList实际上也是一个数组, 只不过可以自动扩容, 出现IndexOutofBoundsException
说明在某些情况下, 还未扩容, 就添加元素进去了.
例如,线程A开始执行add()
, 执行到ensureExplicitCapacity(int minCapacity)
中的条件语句时, 如果此时添加的元素总数==数组的长度-1, 那么并不会执行扩容操作. 但是如果此时, 线程A中断, 线程B开始执行, 此时由于线程A还未添加元素, 元素总数仍==数组的长度-1, 添加元素, 此时若线程A恢复, 开始执行添加元素, 由于此时元素总数==数组的长度, 再向其中添加元素就会抛出IndexOutofBoundsException
异常.
Vector
Vector
中关于add(E e)
的相关源码
public synchronized boolean add(E e) { modCount++; ensureCapacityHelper(elementCount + 1); elementData[elementCount++] = e; return true;}
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