如何使 ArrayList 线程安全

Collections.synchronizedList(new ArrayList());

在多线程环境下,`ArrayList` 本身并不是线程安全的,因此在并发操作中可能会导致数据不一致或结构破坏的问题。为了实现 `ArrayList` 的线程安全性,可以通过以下几种方式来达目标: ### 方法一:使用 `Collections.synchronizedList()` 实现线程安全 Java 提供了 `Collections` 工具类中的 `synchronizedList()` 方法,可以将一个普通的 `ArrayList` 转换为线程安全的 `List`。该方法通过在操作 `List` 的接口方法时加锁,确保多线程访问时的同步性。 ```java List<String> threadSafeList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()); ``` 该方法返回的 `SynchronizedList` 对象以组合的方式封装了原始的 `List`,并在所有接口方法的操作中加入同步锁(`mutex`),从而保证线程安全。如果传入的 `List` 是 `RandomAccess` 的实现,则返回 `SynchronizedRandomAccessList`,否则返回 `SynchronizedList`。[^3] ### 方法二:使用 `CopyOnWriteArrayList` 实现线程安全 `CopyOnWriteArrayList` 是 `java.util.concurrent` 包下的线程安全集合类,其内部通过写时复制(Copy-on-Write)机制实现线程安全。每当对集合进行修改操作时,它会创建一个新的数组副本,从而避免并发修改导致的冲突。 ```java List<String> threadSafeList = new CopyOnWriteArrayList<>(); ``` 这种方法适用于读多写少的场景,因为写操作的开销相对较大,但在读操作时无需加锁,性能较高。 ### 方法三:使用显式锁(`ReentrantLock`)手动加锁 在某些特定的业务场景中,可以通过手动加锁的方式来实现线程安全。例如,使用 `ReentrantLock` 对 `ArrayList` 的操作进行加锁,确保同一时间只有一个线程能够修改集合。 ```java List<String> list = new ArrayList<>(); ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public void addElement(String element) { lock.lock(); try { list.add(element); } finally { lock.unlock(); } } ``` 该方法的优点是可以根据业务需求灵活控制锁的粒度,但也增加了代码的复杂性,且需要开发者自行管理锁的获取与释放。 ### 方法四:使用 `Vector` 替代 `ArrayList` `Vector` 是 Java 中早期提供的线程安全集合类,其内部的方法大多使用了 `synchronized` 关键字进行同步。虽然 `Vector` 是线程安全的,但其性能在高并发环境下较差,因此在现代并发编程中较少使用。 ```java List<String> threadSafeList = new Vector<>(); ``` ### 方法五:使用并发包中的 `Collections.newSetFromMap()` 组合实现 虽然这不是直接用于 `ArrayList` 的方法,但可以通过组合的方式使用线程安全的 `ConcurrentHashMap` 来实现类似线程安全的 `List` 行为。这种方式较为复杂,通常用于特定需求。 --- ###
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