1_基础知识_chapter05_基础构建模块_1_同步容器类

最新推荐文章于 2025-05-05 10:05:00 发布

原创最新推荐文章于 2025-05-05 10:05:00 发布 · 127 阅读

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本文探讨了线程安全类的创建策略，重点讨论了同步容器类如Vector和HashTable的线程安全特性及其在复合操作时的问题。文章还分析了迭代器在多线程环境下可能引发的并发修改异常，并提出了通过加锁或克隆容器来避免此类问题的方法。

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委托是创建线程安全类的一个最有效的策略, 只需让现有的线程安全类管理所有的状态即可
Collections.synchronizedXXX是一些同步容器类, 这些类的实现方式是将它们的状态封装起来, 并且对每个公有方法都进行同步
同步容器类包括 Vector, HashTable, Collections.synchronizedXXX
同步容器类的问题

(1) 同步容器类是线程安全的, 但是在执行复合操作时仍需要客户端加锁

复合操作有:

1° 迭代

2° 跳转(根据指定顺序找到当前元素的下一个元素)

3° 条件运算(若容器中不存在某个元素, 则添加这个元素)

示例

    public class SafeVectorHelpers {
    
        public static Object getLast(Vector list) {
    
            int lastIndex = list.size() - 1;
            return list.get(lastIndex);
        }

        public static void deleteLast(Vector list) {
    
            int lastIndex = list.size() - 1;
            list.remove(lastIndex);
        }
    }

当有两个线程分别对同一个Vector容器执行getLast和deleteLast函数时, 一个执行完get(),另一个执行remove就会报错

(2) 为了保证复合操作的线程安全性就要加锁, 此时符合"客户端加锁"的条件：找到同步容器使用了哪一个锁，并对它加锁

迭代器的迭代问题

(1) 无论显式用迭代器迭代还是用for-each语法, 本质都是使用Iterator迭代

(2) 容器使用了及时失败机制: 当发现容器在迭代过程中被外部更改或其他线程更改时, 报ConcurrentModification异常

(3) 防止容器报ConcurrentModification异常的手段

1° 加锁

2° 先克隆容器, 再在克隆容器上迭代(克隆过程也要加锁)

两种手段都会使性能下降, 综合考虑各种因素才能比较出两种手段在不同场合下的优劣

(3) 隐藏迭代器

很多时候方法内部也使用了迭代, 但是隐藏了起来, 这时不注意的话就有多线程迭代异常的问题

示例
```
  public class HiddenIterator {

      @GuardedBy("this")
      private final Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();

      public synchronized void add(Integer i) {
          set.add(i);
      }

      public synchronized void remove(Integer i) {
          set.remove(i);
      }

      public void addTenThings() {

          Random r = new Random();

          for (int i = 0; i < 10; i++) {
              this.add(r.nextInt());
          }

          System.out.println(this.set);
      }
  }
```
这里的addTenThings函数的最后一行System.out.println(this.set)会隐式调用set的迭代器, 将set中的所有元素转换为String, 如果此时其他线程调用了add或remove函数, 就会出现迭代异常