标签：出队 方便 传统 table 错误 1.5 产生 lan png
为了方便编写出线程安全的程序，Java里面提供了一些线程安全类和并发工具，比如：同步容器、并发容器、阻塞队列、Synchronizer(比如CountDownLatch)。今天我们就来讨论下同步容器。
一、为什么会出现同步容器？
在Java的集合容器框架中，主要有四大类别：List、Set、Queue、Map。
List、Set、Queue接口分别继承了Collection接口，Map本身是一个接口。
注意Collection和Map是一个顶层接口，而List、Set、Queue则继承了Collection接口，分别代表数组、集合和队列这三大类容器。
像ArrayList、LinkedList都是实现了List接口，HashSet实现了Set接口，而Deque（双向队列，允许在队首、队尾进行入队和出队操作）继承了Queue接口，PriorityQueue实现了Queue接口。另外LinkedList（实际上是双向链表）实现了Deque接口。
像ArrayList、LinkedList、HashMap这些容器都是非线程安全的。
如果有多个线程并发地访问这些容器时，就会出现问题。
因此，在编写程序时，必须要求程序员手动地在任何访问到这些容器的地方进行同步处理，这样导致在使用这些容器的时候非常的不方便。
所以，Java提供了同步容器供用户使用。
二、Java中的同步容器类
在Java中，同步容器主要包括2类：
1）Vector、Stack、HashTable
2）Collections类中提供的静态工厂方法创建的类
Vector实现了List接口，Vector实际上就是一个数组，和ArrayList类似，但是Vector中的方法都是synchronized方法，即进行了同步措施。
Stack也是一个同步容器，它的方法也用synchronized进行了同步，它实际上是继承于Vector类。
HashTable实现了Map接口，它和HashMap很相似，但是HashTable进行了同步处理，而HashMap没有。
Collections类是一个工具提供类，注意，它和Collection不同，Collection是一个顶层的接口。在Collections类中提供了大量的方法，比如对集合或容器进行排序、查找等操作。最重要的是，在它里面提供了几个静态工厂方法来创建同步容器类，如下图所示：
三、同步容器的缺陷
从同步容器的具体实现源码可知，同步容器中的方法采用了synchronized进行了同步，那么很显然，这必然会影响到执行性能，另外，同步容器就一定是真正地完全线程安全吗？不一定，这个在下面会讲到。
我们首先来看一下传统的非同步容器和同步容器的性能差异，我们以ArrayList和Vector为例：
1、性能问题
我们先通过一个例子看一下Vector和ArrayList在插入数据时性能上的差异：
1 package com.meng.javalanguage.thread.collection; 2 3 import java.util.ArrayList; 4 import java.util.Vector; 5 6 public class MyCollectionTest { 7 8 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 9 ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); 10 Vector<Integer> vector = new Vector<Integer>(); 11 long start = System.currentTimeMillis(); 12 13 for(int i = 0;i < 800000;i++) { 14 list.add(i); 15 } 16 long end = System.currentTimeMillis(); 17 System.out.println("ArrayList进行800000次插入操作耗时：" + (end - start) + "ms"); 18 19 start = System.currentTimeMillis(); 20 21 for(int i = 0;i < 800000;i++) { 22 vector.add(i); 23 } 24 end = System.currentTimeMillis(); 25 System.out.println("Vector进行800000次插入操作耗时：" + (end - start) + "ms"); 26 } 27 }
这段代码在我机器上跑出来的结果是：
进行同样多的插入操作，Vector的耗时是ArrayList的两倍。
这只是其中的一方面性能问题上的反映。
另外，由于Vector的add方法和get方法都进行了同步，因此，在有多个线程进行访问时，如果多个线程都只是进行读取操作，那么每个时刻就只能有一个线程进行读取，其它线程便只能等待，这些线程必须竞争同一把锁。
因此，为了解决同步容器的性能问题，在Java 1.5中提供了并发容器，位于java.util.concurrent目录下，并发容器的相关知识将在下一篇文章中介绍。
2、同步容器真是是安全的吗？
同步容器知识同步了单一操作，如果程序是一组复合操作，它就没法同步了，依然需要客户端做额外同步，比如以下代码：
1 package com.meng.javalanguage.thread.collection; 2 3 import java.util.ArrayList; 4 import java.util.Vector; 5 6 public class MyCollectionTest { 7 8 static Vector<Integer> vector = new Vector<Integer>(); 9 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 10 while(true) { 11 for(int i=0;i<10;i++) 12 vector.add(i); 13 Thread thread1 = new Thread(){ 14 public void run() { 15 for(int i=0;i<vector.size();i++) 16 vector.remove(i); 17 }; 18 }; 19 Thread thread2 = new Thread(){ 20 public void run() { 21 for(int i=0;i<vector.size();i++) 22 vector.get(i); 23 }; 24 }; 25 thread1.start(); 26 thread2.start(); 27 while(Thread.activeCount()>10) { 28 29 } 30 } 31 } 32 }
在我的机器上运行的结果：
这段代码报错了：数组下标越界。
对于Vector，虽然能保证每一时刻只能有一个线程访问它，但是不排除这种可能：
当某个线程在某个时刻执行这句时：
1 for(int i=0;i<vector.size();i++) 2 vector.get(i);
假若此时vector的size方法返回的是10，i的值为9
然后另外一个线程执行了这句：
1 for(int i=0;i<vector.size();i++) 2 vector.remove(i);
将下标为9的元素删除了。那么通过get方法访问下标为9的元素肯定就会出问题，即抛出ArrayIndexOutBoundsException的异常，错误产生的逻辑如下所示：
解决方法就是通过对这些复合操作加锁：
1 package com.meng.javalanguage.thread.collection; 2 3 import java.util.ArrayList; 4 import java.util.Vector; 5 6 public class MyCollectionTest { 7 8 static Vector<Integer> vector = new Vector<Integer>(); 9 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 10 while(true) { 11 for(int i=0;i<10;i++) 12 vector.add(i); 13 Thread thread1 = new Thread(){ 14 public void run() { 15 synchronized (MyCollectionTest.class) { //进行额外的同步 16 for(int i=0;i<vector.size();i++) 17 vector.remove(i); 18 } 19 }; 20 }; 21 Thread thread2 = new Thread(){ 22 public void run() { 23 synchronized (MyCollectionTest.class) { 24 for(int i=0;i<vector.size();i++) 25 vector.get(i); 26 } 27 }; 28 }; 29 thread1.start(); 30 thread2.start(); 31 while(Thread.activeCount()>10) { 32 33 } 34 } 35 } 36 }
3、ConcurrentModificationException异常
在对Vector等容器并发地进行迭代修改时，会报ConcurrentModificationException异常，关于这个异常将会在后续文章中讲述。
但是在并发容器中不会出现这个问题。
转载自《Java并发编程：同步容器》
标签：出队 方便 传统 table 错误 1.5 产生 lan png
原文地址：https://www.cnblogs.com/codingmengmeng/p/9882187.html
