Collections.synchronizedList()详解

Collections.synchronizedList() 是 Java 提供的一种 线程安全包装器 ，用于给普通的 List（例如 ArrayList、LinkedList）加上一层 同步（synchronized）保护。

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一、基本用法

List<Integer> list = new ArrayList<>();
List<Integer> syncList = Collections.synchronizedList(list);

这样得到的 syncList 是一个 线程安全 的 List，在多线程场景下可以安全地增删改查。

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二、源码解析（JDK 8）

来看 Collections 类的实现：

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

如果底层 list 是随机访问的（例如 ArrayList），则返回 SynchronizedRandomAccessList；

否则返回 SynchronizedList。这两个类结构几乎一样，都是对原 List 加锁包装。

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关键类结构（内部静态类）：

static class SynchronizedList<E>
    extends SynchronizedCollection<E>
    implements List<E> {

    final List<E> list;

    SynchronizedList(List<E> list) {
        super(list);
        this.list = list;
    }

    public void add(int index, E element) {
        synchronized (mutex) {
            list.add(index, element);
        }
    }

    public E get(int index) {
        synchronized (mutex) {
            return list.get(index);
        }
    }

    // 其他方法都加 synchronized(mutex)
}

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三、执行流程说明

以 add() 为例：

List<Integer> syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
syncList.add(1);

执行过程：

1️⃣ 创建时，synchronizedList() 会把你的 ArrayList 包装成 SynchronizedList 对象。

2️⃣ 内部有一个共享锁对象 mutex（通常就是 this）。

3️⃣ 每次对 list 的操作（如 add()、get()、remove()）都包裹在 synchronized (mutex) 块中。

4️⃣ 从而保证同一时间只有一个线程能访问这个列表。

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四、和 CopyOnWriteArrayList 的区别

对比项	Collections.synchronizedList()	CopyOnWriteArrayList
实现方式	在每个方法外层加 synchronized 锁	写时复制：写操作复制新数组
读性能	所有操作都需加锁，读性能较低	读操作无锁，非常快
写性能	写锁竞争严重（串行化）	写时复制成本高（需要复制整个数组）
适用场景	写多读少	读多写少
迭代器行为	迭代时需要手动同步，否则可能抛异常	迭代是快照，不受修改影响
底层存储	原 List 对象	内部 volatile Object[] array

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✅ 五、使用迭代器的注意事项

List<Integer> syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

// 迭代时要手动加锁
synchronized (syncList) {
    for (Integer i : syncList) {
        System.out.println(i);
    }
}

否则，多个线程同时迭代和修改时，可能导致 ConcurrentModificationException。

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✅ 六、小结

特性	synchronizedList	CopyOnWriteArrayList
加锁机制	整体锁（synchronized）	写时复制（volatile + CAS）
读性能	慢（加锁）	快（无锁）
写性能	中（锁竞争）	慢（复制数组）
一致性	强一致	最终一致（读快照）
使用场景	写多读少	读多写少