23. 如何使用Collections.synchronizedList()方法来创建线程安全的集合?有哪些注意事项?

Collections.synchronizedList() 方法用于将一个普通的 List 包装成线程安全的 List。通过这个方法生成的 List,所有的访问和修改操作都会被自动加锁,从而确保在多线程环境下对集合的并发访问是安全的。

如何使用 Collections.synchronizedList() 创建线程安全的集合

以下是使用 Collections.synchronizedList() 创建线程安全 List 的基本方法:

java 复制代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
​
public class SynchronizedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);
​
        // 现在 synchronizedList 是线程安全的,可以在多线程环境下安全使用
        synchronizedList.add("A");
        synchronizedList.add("B");
    }
}

在这个示例中,我们首先创建了一个普通的 ArrayList,然后使用 Collections.synchronizedList() 方法将其包装成线程安全的 List

注意事项

虽然 Collections.synchronizedList() 提供了线程安全性,但在使用时仍然需要注意以下几点:

1. 外部同步(External Synchronization)

尽管 Collections.synchronizedList() 确保了对单个方法调用的线程安全性,但在某些复合操作中(如遍历集合),仍然需要进行外部同步,以确保线程安全。复合操作是指多个操作组成的逻辑单元,如遍历集合和修改集合的操作结合在一起时。

例如,在迭代 synchronizedList 时,如果在迭代的同时进行修改(如添加或删除元素),必须在外部同步块中进行:

java 复制代码
List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
​
// 外部同步块
synchronized (synchronizedList) {
    Iterator<String> iterator = synchronizedList.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        System.out.println(iterator.next());
    }
}

在这个示例中,整个遍历操作都被放在一个同步块(synchronized block)中,以确保在遍历期间其他线程不会修改列表,从而避免出现并发修改问题。

2. 性能开销

使用 Collections.synchronizedList() 会在所有的访问和修改操作上加锁,虽然这确保了线程安全性,但也会带来性能开销。尤其是在高并发环境下,多个线程竞争同一个锁会导致锁竞争,从而降低性能。

如果在实际应用中存在大量并发读操作,而写操作较少,可以考虑使用其他并发集合类,如 CopyOnWriteArrayList,它在写操作时会创建副本,避免了大部分读操作的锁竞争问题。

3. 使用并发集合替代

对于高并发场景,Collections.synchronizedList() 可能不是最佳选择。Java 提供了更高级的并发集合,如 CopyOnWriteArrayListConcurrentHashMap,这些类提供了更细粒度的锁和更高效的并发处理机制,通常在高并发场景下表现更好。

java 复制代码
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
​
public class CopyOnWriteArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> concurrentList = new CopyOnWriteArrayList<>();
​
        concurrentList.add("A");
        concurrentList.add("B");
        concurrentList.add("C");
​
        for (String s : concurrentList) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

CopyOnWriteArrayList 是在写操作时创建集合的副本,而读操作可以无锁进行,因此在读多写少的场景中具有较好的性能。

总结

  • Collections.synchronizedList() 的使用 :该方法可以将一个普通的 List 转换为线程安全的 List,适合在简单的多线程环境下使用。

  • 外部同步:对于复合操作,如遍历,仍然需要手动进行同步以确保线程安全。

  • 性能考虑:由于同步带来的锁竞争,在高并发场景下,可能会导致性能下降。

  • 并发集合替代 :在高并发场景下,考虑使用 CopyOnWriteArrayList 等更高效的并发集合类,以提高性能。

在多线程环境下,选择合适的集合类型和同步机制至关重要,这取决于应用的具体需求和并发程度。

相关推荐
Grey Zeng6 小时前
Java SE 25新增特性
java·jdk·jdk新特性·jdk25
雨白7 小时前
Java 线程通信基础:interrupt、wait 和 notifyAll 详解
android·java
架构师沉默11 小时前
设计多租户 SaaS 系统,如何做到数据隔离 & 资源配额?
java·后端·架构
Java中文社群13 小时前
重要:Java25正式发布(长期支持版)!
java·后端·面试
每天进步一点_JL14 小时前
JVM 类加载:双亲委派机制
java·后端
用户2986985301414 小时前
Java HTML 转 Word 完整指南
java·后端
渣哥14 小时前
原来公平锁和非公平锁差别这么大
java
渣哥14 小时前
99% 的人没搞懂:Semaphore 到底是干啥的?
java
J2K15 小时前
JDK都25了,你还没用过ZGC?那真得补补课了
java·jvm·后端
kfyty72515 小时前
不依赖第三方,不销毁重建,loveqq 框架如何原生实现动态线程池?
java·架构