java容器線程安全

Ⅰ java的List如何實現線程安全

Java的List如何實現線程安全？

Collections.synchronizedList(names);效率最高，線程安全

Java的List是我們平時很常用的集合，線程安全對於高並發的場景也十分的重要，那麼List如何才能實現線程安全呢 ？

加鎖

首先大家會想到用Vector，這里我們就不討論了，首先討論的是加鎖，例如下面的代碼

public class Synchronized{

private List<String> names = new LinkedList<>();

public synchronized void addName(String name ){
names.add("abc");
}
public String getName(Integer index){
Lock lock =new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
return names.get(index);
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
finally {
lock.unlock();
}
return null;
}
}

synchronized一加，或者使用lock 可以實現線程安全，但是這樣的List要是很多個，代碼量會大大增加。

java自帶類

在java中我找到自帶有兩種方法

CopyOnWriteArrayList

CopyOnWrite 寫入時復制，它使一個List同步的替代品，通常情況下提供了更好的並發性，並且避免了再迭代時候對容器的加鎖和復制。通常更適合用於迭代，在多插入的情況下由於多次的復制性能會一定的下降。

下面是add方法的源代碼

public boolean add(E e) {
final ReentrantLock lock = this.lock; // 加鎖 只允許獲得鎖的線程訪問
lock.lock();
try {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
// 創建個長度加1的數組並復制過去
Object[] newElements = Arrays.Of(elements, len + 1);
newElements[len] = e; // 賦值
setArray(newElements); // 設置內部的數組
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}

Collections.synchronizedList

Collections中有許多這個系列的方法例如

主要是利用了裝飾者模式對傳入的集合進行調用 Collotions中有內部類SynchronizedList

static class SynchronizedList<E>
extends SynchronizedCollection<E>
implements List<E> {
private static final long serialVersionUID = -7754090372962971524L;

final List<E> list;

SynchronizedList(List<E> list) {
super(list);
this.list = list;
}
public E get(int index) {
synchronized (mutex) {return list.get(index);}
}
public E set(int index, E element) {
synchronized (mutex) {return list.set(index, element);}
}
public void add(int index, E element) {
synchronized (mutex) {list.add(index, element);}
}
public E remove(int index) {
synchronized (mutex) {return list.remove(index);}
}

static class SynchronizedCollection<E> implements Collection<E>, Serializable {
private static final long serialVersionUID = 3053995032091335093L;

final Collection<E> c; // Backing Collection
final Object mutex; // Object on which to synchronize

這里上面的mutex就是鎖的對象 在構建時候可以指定鎖的對象 主要使用synchronize關鍵字實現線程安全

/**
* @serial include
*/
static class SynchronizedList<E>
extends SynchronizedCollection<E>
implements List<E> {
private static final long serialVersionUID = -7754090372962971524L;

final List<E> list;

SynchronizedList(List<E> list) {
super(list);
this.list = list;
}
SynchronizedList(List<E> list, Object mutex) {
super(list, mutex);
this.list = list;
}
這里只是列舉SynchronizedList ，其他類類似，可以看下源碼了解下。

測試
public class Main {
public static void main(String[] args) {
List<String> names = new LinkedList<>();
names.add("sub");
names.add("jobs");
// 同步方法1 內部使用lock
long a = System.currentTimeMillis();
List<String> strings = new CopyOnWriteArrayList<>(names);
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
strings.add("param1");
}
long b = System.currentTimeMillis();
// 同步方法2 裝飾器模式使用 synchronized
List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(names);
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
synchronizedList.add("param2");
}
long c = System.currentTimeMillis();
System.out.println("CopyOnWriteArrayList time == "+(b-a));
System.out.println("Collections.synchronizedList time == "+(c-b));
}
}

兩者內部使用的方法都不一樣，CopyOnWriteArrayList內部是使用lock進行加鎖解鎖完成單線程訪問，synchronizedList使用的是synchronize

進行了100000次添加後時間對比如下：

可以看出來還是使用了synchronize的集合工具類在添加方面更加快一些，其他方法這里篇幅關系就不測試了，大家有興趣去試一下。

Ⅱ 如何確保Java線程安全

在Java中可以有很多方法來保證線程安全——同步，使用原子類(atomicconcurrentclasses)，實現並發鎖，使用volatile關鍵字，使用不變類和線程安全類。

Ⅲ 請簡要說明java中線程安全是怎麼回事

如果你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行，而這些線程可能會同時運行這段代碼。如果每次運行結果和單線程運行的結果是一樣的，而且其他的變數的值也和預期的是一樣的，就是線程安全的。
或者說:一個類或者程序所提供的介面對於線程來說是原子操作或者多個線程之間的切換不會導致該介面的執行結果存在二義性,也就是說我們不用考慮同步的問題。
線程安全問題都是由全局變數及靜態變數引起的。
若每個線程中對全局變數、靜態變數只有讀操作，而無寫操作，一般來說，這個全局變數是線程安全的；若有多個線程同時執行寫操作，一般都需要考慮線程同步，否則就可能影響線程安全。

比如一個 ArrayList 類，在添加一個元素的時候，它可能會有兩步來完成：1. 在 Items[Size] 的位置存放此元素；2. 增大 Size 的值。
在單線程運行的情況下，如果 Size = 0，添加一個元素後，此元素在位置 0，而且 Size=1；
而如果是在多線程情況下，比如有兩個線程，線程 A 先將元素存放在位置 0。但是此時 CPU 調度線程A暫停，線程 B 得到運行的機會。線程B也向此 ArrayList 添加元素，因為此時 Size 仍然等於 0 （注意哦，我們假設的是添加一個元素是要兩個步驟哦，而線程A僅僅完成了步驟1），所以線程B也將元素存放在位置0。然後線程A和線程B都繼續運行，都增加 Size 的值。
那好，現在我們來看看 ArrayList 的情況，元素實際上只有一個，存放在位置 0，而 Size 卻等於 2。這就是「線程不安全」了。
編輯本段線程安全性類要成為線程安全的，首先必須在單線程環境中有正確的行為。如果一個類實現正確(這是說它符合規格說明的另一種方式)，那麼沒有一種對這個類的對象的操作序列(讀或者寫公共欄位以及調用公共方法)可以讓對象處於無效狀態，觀察到對象處於無效狀態、或者違反類的任何不可變數、前置條件或者後置條件的情況。
此外，一個類要成為線程安全的，在被多個線程訪問時，不管運行時環境執行這些線程有什麼樣的時序安排或者交錯，它必須仍然有如上所述的正確行為，並且在調用的代碼中沒有任何額外的同步。其效果就是，在所有線程看來，對於線程安全對象的操作是以固定的、全局一致的順序發生的。
正確性與線程安全性之間的關系非常類似於在描述 ACID(原子性、一致性、獨立性和持久性)事務時使用的一致性與獨立性之間的關系：從特定線程的角度看，由不同線程所執行的對象操作是先後(雖然順序不定)而不是並行執行的。

線程安全性不是一個非真即假的命題。 Vector 的方法都是同步的，並且 Vector 明確地設計為在多線程環境中工作。但是它的線程安全性是有限制的，即在某些方法之間有狀態依賴(類似地，如果在迭代過程中 Vector 被其他線程修改，那麼由 Vector.iterator() 返回的 iterator會拋出)。
對於 Java 類中常見的線程安全性級別，沒有一種分類系統可被廣泛接受，不過重要的是在編寫類時盡量記錄下它們的線程安全行為。
Bloch 給出了描述五類線程安全性的分類方法：不可變、線程安全、有條件線程安全、線程兼容和線程對立。只要明確地記錄下線程安全特性，那麼您是否使用這種系統都沒關系。這種系統有其局限性 -- 各類之間的界線不是百分之百地明確，而且有些情況它沒照顧到 -- 但是這套系統是一個很好的起點。這種分類系統的核心是調用者是否可以或者必須用外部同步包圍操作(或者一系列操作)。下面幾節分別描述了線程安全性的這五種類別。不可變不可變的對象一定是線程安全的，並且永遠也不需要額外的同步[1]。因為一個不可變的對象只要構建正確，其外部可見狀態永遠也不會改變，永遠也不會看到它處於不一致的狀態。Java 類庫中大多數基本數值類如 Integer 、 String 和 BigInteger 都是不可變的。線程安全線程安全的對象具有在上面「線程安全」一節中描述的屬性 -- 由類的規格說明所規定的約束在對象被多個線程訪問時仍然有效，不管運行時環境如何排列，線程都不需要任何額外的同步。這種線程安全性保證是很嚴格的 -- 許多類，如 Hashtable 或者 Vector 都不能滿足這種嚴格的定義。有條件的線程安全有條件的線程安全類對於單獨的操作可以是線程安全的，但是某些操作序列可能需要外部同步。條件線程安全的最常見的例子是遍歷由 Hashtable 或者 Vector 或者返回的迭代器 -- 由這些類返回的 fail-fast 迭代器假定在迭代器進行遍歷的時候底層集合不會有變化。為了保證其他線程不會在遍歷的時候改變集合，進行迭代的線程應該確保它是獨占性地訪問集合以實現遍歷的完整性。通常，獨占性的訪問是由對鎖的同步保證的 -- 並且類的文檔應該說明是哪個鎖(通常是對象的內部監視器(intrinsic monitor))。
如果對一個有條件線程安全類進行記錄，那麼您應該不僅要記錄它是有條件線程安全的，而且還要記錄必須防止哪些操作序列的並發訪問。用戶可以合理地假設其他操作序列不需要任何額外的同步。線程兼容線程兼容類不是線程安全的，但是可以通過正確使用同步而在並發環境中安全地使用。這可能意味著用一個 synchronized 塊包圍每一個方法調用，或者創建一個包裝器對象，其中每一個方法都是同步的(就像 Collections.synchronizedList() 一樣)。也可能意味著用 synchronized 塊包圍某些操作序列。為了最大程度地利用線程兼容類，如果所有調用都使用同一個塊，那麼就不應該要求調用者對該塊同步。這樣做會使線程兼容的對象作為變數實例包含在其他線程安全的對象中，從而可以利用其所有者對象的同步。
許多常見的類是線程兼容的，如集合類 ArrayList 和 HashMap 、 java.text.SimpleDateFormat 、或者 JDBC 類 Connection 和 ResultSet 。線程對立線程對立類是那些不管是否調用了外部同步都不能在並發使用時安全地呈現的類。線程對立很少見，當類修改靜態數據，而靜態數據會影響在其他線程中執行的其他類的行為，這時通常會出現線程對立。線程對立類的一個例子是調用 System.setOut() 的類。

Ⅳ Java中所說的線程安全是指什麼

關於線程安全，是指當多個線程訪問同一個變數時，該變數不會因為多線程訪問產生意想不到的問題，為了避免多線程訪問的不可預知的問題，對於程序中多線程能訪問到的變數要加鎖，即加synchronized，放在同步塊中，或者對改變該變數值的方法加synchronized限制。當然jdk中自帶的一些類本身就實現了該機制，本身就是線程安全的，比如StringBuffer，Vector等。

Ⅳ java線程安全的容器有哪些

1、你是指並發操作時的線程安全嗎？
2、容器中線程安全的如：vectory,hashtable,非線程安全的如：hashmap,arrylist等。
3、對於原定義非線程的容器如：hashmap,arraylist可以使用Collections中的synchronizedList(list),synchronizedMap(map),synchronizedSet(set)等方法來使原來非線程安全的容器編程線程安全。
4、另一方面容器中使用泛型：容器<類型>也是使容器安全的一種方式。

Ⅵ java里線程安全是什麼意思有什麼作用

比如說，兩個線程操作同一個ArrayList變數，那麼一個線程這一時刻讀的數據可能在下一刻要改變。

一般在類似於下面的情景下考慮線程安全的問題：

ArrayList procts=new ArrayList ();
procts用來存放生產出來的產品。
現在假設：有3個消費者線程，2個生產者線程。
每個生產者線程生產出一個產品，執行
procts.add(new Proct（）);
每個消費者線程消費一個產品執行
if(procts.size()>=1){ procts.remove(0);}

如果procts里現在只有一個產品可以消費，但是有2個消費者線程請求消費，那麼就有可能出現一個產品被同時消費的問題，而這是和實際不符的。

但是不同的線程訪問Vector的時候不會發生這種錯誤，因為java會有相應的機制是同一時刻只有一個線程對這個變數操作。

這就是所謂的：
Vector：是線程安全的
ArrayList：不是線程安全的

Ⅶ java中哪些線程安全

JAVA中線程安全的map有：Hashtable、synchronizedMap、ConcurrentHashMap。
java中map中線程安全怎麼實現：
1、同步的map就是Hashtable, concurrenthashmap。
2、你看到的Hashtable就是直接在hashmap上加了個鎖，concurrenthashmap就是分成多個分段鎖。
java代碼中線程安全級別：
1、絕對線程安全。
在任何環境下，調用者都不需要考慮額外的同步措施，都能夠保證程序的正確性。這個定義要求很嚴格，java裡面滿足這個要求的類比較少，對於實現jsr133規范（java內存模型）的jdk（一般指jdk5.0之上），一般的不變類都是滿足絕地線程安全的。比如 String，Integer類。一般情況下，定義了如果一個類裡面所有欄位都是final類型的，一般都認為這個類是不變的。不變類都是絕對線程安全的。
2、相對線程安全
在一般情況下，調用者都不需要考慮線程同步，大多數情況下，都能夠正常運行。jdk裡面大多數類都是相對安全的。最常見的例子是java裡面Vector類。