并发编程进阶01-同步类容器

版权声明:博观而约取,厚积而薄发。 https://blog.csdn.net/BruceLiu_code/article/details/88377164

  同步类容器都是线程安全的,但是在某些场景下可能需要加锁来保护复合操作。复合操作如:迭代(反复访问元素,遍历容器中所有的元素)、跳转(根据指定的顺序找到当前元素的下一个元素)、以及条件运算。这个复合操作在多线程并发地修改容器的时候,可能表现出意外的行为,最为经典的便是ConcurrentModifationException,原因是当容器迭代的过程中,被并发地修改了容器的内容,这是由于在早起迭代器设计的时候并没有考虑并发修改的问题。
  同步类容器:最为古老的Vector、HashTable。这些容器的同步功能其实都是JDK的Collections.synchronized****等工厂方法去创建实现的。其底层的机制无非就是用传统的synchronized关键字对每个公用的方法都进行同步,使得每次只能有一个线程去访问容器的状态、这很明显不满足我们今天互联网时代的高并发需求,在保证线程安全的时候,也必须要求足够好的性能。
示例1:使用ArrayList演示,有线程安全问题

/**
 * 使用ArrayList(简单线程同步问题)
 * @author bruceliu
 * @create 2019-03-10 13:04
 */
public class VectorTest {

    public static void main(String[] args) {

        //初始化火车票池并添加火车票:避免线程同步可采用Vector替代ArrayList
        final ArrayList<String> tickets=new ArrayList<String>();

        for (int i = 0; i <=1000 ; i++) {
            tickets.add("火车票"+i);
        }

        for (int i = 0; i<=10 ; i++) {
            new Thread("线程"+i){
                @Override
                public void run() {
                    while (true){
                        if(tickets.isEmpty()){
                           break;
                        }else{
                            try {
                                Thread.sleep(1000);
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+tickets.remove(0));
                        }
                    }
                }
            }.start();
        }

    }
}

运行结果

线程1-->火车票0
线程9-->火车票6
线程8-->火车票0
线程3-->火车票0
线程4-->火车票6
线程7-->火车票4
线程0-->火车票0
线程6-->火车票4
线程2-->火车票6
线程5-->火车票6
......

示例2:使用Vector演示,没有有线程安全问题

/**
 * 使用Vector(简单线程同步问题)
 * @author bruceliu
 * @create 2019-03-10 13:04
 */
public class VectorTest {

    public static void main(String[] args) {

        //初始化火车票池并添加火车票:避免线程同步可采用Vector替代ArrayList
        final Vector<String> tickets=new Vector<String>();

        for (int i = 0; i <=1000 ; i++) {
            tickets.add("火车票"+i);
        }

        for (int i = 0; i<=10 ; i++) {
            new Thread("线程"+i){
                @Override
                public void run() {
                    while (true){
                        if(tickets.isEmpty()){
                           break;
                        }else{
                            try {
                                Thread.sleep(1000);
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+tickets.remove(0));
                        }
                    }
                }
            }.start();
        }

    }
}

运行结果

线程5-->火车票1
线程1-->火车票5
线程3-->火车票6
线程4-->火车票3
线程0-->火车票4
线程2-->火车票2
线程10-->火车票0
线程7-->火车票7
线程8-->火车票8
线程9-->火车票10
线程6-->火车票9
线程1-->火车票11
.......

示例3:使用HashMap演示,有线程安全问题

/**
 * 使用HashMap简单线程同步问题
 *
 * @author bruceliu
 * @create 2019-03-10 13:04
 */
public class VectorTest {

    public static void main(String[] args) {

        //初始化火车票池并添加火车票:避免线程同步可采用 HashTable替代HashMap
        final HashMap<Integer, String>  tickets = new HashMap<Integer, String>();

        for(int i = 0; i<= 1000; i++){
            tickets.put(i,"火车票"+i);
        }


        for (int i = 0; i <= 10; i++) {
            new Thread("线程" + i) {
                @Override
                public void run() {
                    while (true) {
                        if (tickets.isEmpty()) {
                            break;
                        } else {
                            try {
                                Thread.sleep(1000);
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + tickets.remove(0));
                        }
                    }
                }
            }.start();
        }

    }
}

运行结果

线程3-->火车票0
线程2-->null
线程7-->null
线程0-->火车票0
线程10-->null
线程9-->null
线程4-->null
线程8-->null
线程1-->null
线程5-->火车票0
线程6-->火车票0
......

示例3:使用HashTable演示,没有线程安全问题

/**
 * 使用HashMap简单线程同步问题
 *
 * @author bruceliu
 * @create 2019-03-10 13:04
 */
public class VectorTest {

    public static void main(String[] args) {

        //初始化火车票池并添加火车票:避免线程同步可采用 HashTable替代HashMap
        final Hashtable<Integer, String>  tickets = new Hashtable<Integer, String>();

        for(int i = 0; i<= 1000; i++){
            tickets.put(i,"火车票"+i);
        }


        for (int i = 0; i <= 10; i++) {
            new Thread("线程" + i) {
                @Override
                public void run() {
                    while (true) {
                        if (tickets.isEmpty()) {
                            break;
                        } else {
                            try {
                                Thread.sleep(1000);
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + tickets.remove(0));
                        }
                    }
                }
            }.start();
        }

    }
}

运行结果

线程1-->火车票0
线程0-->null
线程3-->null
线程2-->null
线程6-->null
线程8-->null
线程9-->null
线程10-->null
线程4-->null
......

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