由于ArrayList在多线程高并发情况下是不安全的,因此要慎用,那么此时如果涉及到集合操作,应该怎么选:
方案一:Vector:
特点:通过给所有方法都用 synchronized
修饰从而保证线程安全,
缺点:CopyOnWriteArrayList
高并发场景下性能较差(锁竞争严重)。
即使单线程环境也会因同步开销影响性能。
总结:不建议使用。
方案二:Collections.synchronizedList
特点:低并发读写,简单封装 ArrayList
,所有方法加锁。
缺点:高并必情况下性能不如CopyOnWriteArrayList
。
使用示例:
List<String> syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
// 复合操作仍需外部同步
synchronized (syncList) {
if (!syncList.contains("value")) {
syncList.add("value");
}
}
方案三:CopyOnWriteArrayList
特点:
1.
读操作:无锁,直接访问底层数组;
2.写操作:复制新数组,修改后替换旧数组(适合 读多写极少 的场景)。
缺点:
1.写操作开销大(需复制数组)。
2.数据一致性弱:读取的是某一时刻的快照,可能读到旧数据。
使用示例:
// 示例:事件监听器列表
private final List<Listener> listeners = new CopyOnWriteArrayList<>();
拓展:
CopyOnwriteArrayList通过JUC包下的lock来实现线程间的同步的, 可实现了读读操作和读写操作不互斥。
它是怎么实现读写不互斥的呢?
在面临写操作的时候,CopyOnwriteArrayList会先复制原来的数组并且在新数组上进行修改,最后再将原数组覆盖。如果写操作过程中发生了线程切换。并且切换到读线程,因为此时数组并未发生覆盖,读操作读取的还是原数组。另外,数组定义private transient volatile Object[] array,其中采用volatile修饰,保证内存可见性,读取线程可以马上知道这个修改。也就是说当读写并发时读操作是在旧数组中读到的旧值(一致性弱)。
方案四:ConcurrentLinkedQueue
特点:
1.
高并发队列操作(如任务分发),基于 CAS 无锁实现。
2.线程安全:多线程并发添加无需额外同步。
3. 无阻塞:操作立即返回,不会因锁竞争导致线程挂起。
4. 无容量限制:队列会动态扩展。
缺点:
1.不支持随机访问(非 List
接口实现)。
2.弱一致性:迭代器创建后,其他线程的修改可能不会立即反映到遍历中。
3.不支持 remove()
操作:尝试通过迭代器删除元素会抛出 UnsupportedOperationException
使用示例:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ConcurrentLinkedQueue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
// 添加元素(推荐使用 offer)
queue.offer("A"); // 返回 true 表示成功
queue.add("B"); // 与 offer 等效
// 读取并移除头部元素
String head1 = queue.poll(); // 返回 "A",队列变为 [B]
System.out.println("Polled: " + head1);
// 仅读取头部元素(不移除)
String head2 = queue.peek(); // 返回 "B",队列仍为 [B]
System.out.println("Peeked: " + head2);
// 队列为空时
queue.poll(); // 移除 "B",队列为空 []
String head3 = queue.poll(); // 返回 null
System.out.println("Polled empty: " + head3);
}
}
方案五:ConcurrentHashMap
特点:可实现高性能随机访问,需要设置KEY.
方案对比:
开发推荐
现代开发中更推荐 CopyOnWriteArrayList
?
无锁读取:适合多核 CPU 环境,避免线程阻塞。
代码简洁:无需手动同步,减少错误。
安全迭代:迭代器不会抛出
ConcurrentModificationException
。
但需注意其 内存占用(写时复制会占用双倍空间)。