如何保证集合是线程安全的?

作者&投稿:勇包 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
如何保证集合是线程安全的?~

线程安全类 在集合框架中,有些类是线程安全的,这些都是jdk1.1中的出现的。在jdk1.2之后,就出现许许多多非线程安全的类。 下面是这些线程安全的同步的类: vector:就比arraylist多了个同步化机制(线程安全),因为效率较低,现在已经不太建...

1、不可变

在java语言中,不可变的对象一定是线程安全的,无论是对象的方法实现还是方法的调用者,都不需要再采取任何的线程安全保障措施。如final关键字修饰的数据不可修改,可靠性最高。

2、绝对线程安全

绝对的线程安全完全满足Brian GoetZ给出的线程安全的定义,这个定义其实是很严格的,一个类要达到“不管运行时环境如何,调用者都不需要任何额外的同步措施”通常需要付出很大的代价。

3、相对线程安全

相对线程安全就是我们通常意义上所讲的一个类是“线程安全”的。

它需要保证对这个对象单独的操作是线程安全的,我们在调用的时候不需要做额外的保障措施,但是对于一些特定顺序的连续调用,就可能需要在调用端使用额外的同步手段来保证调用的正确性。

在java语言中,大部分的线程安全类都属于相对线程安全的,例如Vector、HashTable、Collections的synchronizedCollection()方法保证的集合。

4、线程兼容

线程兼容就是我们通常意义上所讲的一个类不是线程安全的。

线程兼容是指对象本身并不是线程安全的,但是可以通过在调用端正确地使用同步手段来保证对象在并发环境下可以安全地使用。Java API中大部分的类都是属于线程兼容的。如与前面的Vector和HashTable相对应的集合类ArrayList和HashMap等。

5、线程对立

线程对立是指无论调用端是否采取了同步错误,都无法在多线程环境中并发使用的代码。由于java语言天生就具有多线程特性,线程对立这种排斥多线程的代码是很少出现的。

一个线程对立的例子是Thread类的supend()和resume()方法。如果有两个线程同时持有一个线程对象,一个尝试去中断线程,另一个尝试去恢复线程,如果并发进行的话,无论调用时是否进行了同步,目标线程都有死锁风险。正因此如此,这两个方法已经被废弃啦。

并发(concurrency)一个并不陌生的词,简单来说,就是cpu在同一时刻执行多个任务。
而Java并发则由多线程实现的。
在jvm的世界里,线程就像不相干的平行空间,串行在虚拟机中。(当然这是比较笼统的说法,线程之间是可以交互的,他们也不一定是串行。)
多线程的存在就是压榨cpu,提高程序性能,还能减少一定的设计复杂度(用现实的时间思维设计程序)。
这么说来似乎线程就是传说中的银弹了,可事实告诉我们真正的银弹并不存在。
多线程会引出很多难以避免的问题, 如死锁,脏数据,线程管理的额外开销,等等。更大大增加了程序设计的复杂度。
但他的优点依旧不可替代。

死锁和脏数据就是典型的线程安全问题。
简单来说,线程安全就是: 在多线程环境中,能永远保证程序的正确性。
只有存在共享数据时才需要考虑线程安全问题。
java内存区域:

其中, 方法区和堆就是主要的线程共享区域。那么就是说共享对象只可能是类的属性域或静态域。

了解了线程安全问题的一些基本概念后, 我们就来说说如何解决线程安全问题。我们来从一个简单的servlet示例来分析:public class ReqCounterServlet extends HttpServlet{ private int count = 0;
public void doGet(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException {
count++;
System.out.print("当前已达到的请求数为" + count);
}
public void doPost(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException { // ignore }
}1. 了解业务场景的线程模型
这里的线程模型指的是: 在该业务场景下, 可能出现的线程调用实况。
众所周知,Servlet是被设计为单实例,在请求进入tomcat后,由Connector建立连接,再讲请求分发给内部线程池中的Processor,
此时Servlet就处于一个多线程环境。即如果存在几个请求同时访问某个servlet,就可能会有几个线程同时访问该servlet对象。如图:

线程模型,如果简单的话,就在脑海模拟一下就好了,复杂的话就可以用纸笔或其他工具画出来。

2. 找出共享对象
这里的共享对象就很明显就是ReqCounterServlet。

3. 分析共享对象的不变性条件
不变性条件,这个名词是在契约式编程的概念中的。不变性条件保证类的状态在任何功能被执行后都保持在一个可接受的状态。
这里可以引申出, 不可变对象是线程安全的。(因为不可变对象就没有不变性条件)
不变性条件则主要由对可变状态的修改与访问构成。
这里的servlet很简单, 不变性条件大致可以归纳为: 每次请求进入时count计数必须加一,且计数必须正确。
在复杂的业务中, 类的不变性条件往往很难考虑周全。设计的世界是险恶的,只能小心谨慎,用测量去证明,最大程度地减少错误出现的几率。

4. 用特定的策略解决线程安全问题。
如何解决的确是该流程的重点。目前分三种方式解决:
第一种,修改线程模型。即不在线程之间共享该状态变量。一般这个改动比较大,需要量力而行。
第二种,将对象变为不可变对象。有时候实现不了。
第三种,就比较通用了,在访问状态变量时使用同步。 synchronized和Lock都可以实现同步。简单点说,就是在你修改或访问可变状态时加锁,独占对象,让其他线程进不来。
这也算是一种线程隔离的办法。(这种方式也有不少缺点,比如说死锁,性能问题等等)

其实有一种更好的办法,就是设计线程安全类。《代码大全》就有提过,问题解决得越早,花费的代价就越小。
是的,在设计时,就考虑线程安全问题会容易的多。
首先考虑该类是否会存在于多线程环境。如果不是,则不考虑线程安全。
然后考虑该类是否能设计为不可变对象,或者事实不可变对象。如果是,则不考虑线程安全
最后,根据流程来设计线程安全类。
设计线程安全类流程:
1、找出构成对象状态的所有变量。
2、找出约束状态变量的不变性条件。
3、建立对象状态的并发访问管理策略。

有两种常用的并发访问管理策略:
1、java监视器模式。 一直使用某一对象的锁来保护某状态。
2、线程安全委托。  将类的线程安全性委托给某个或多个线程安全的状态变量。(注意多个时,这些变量必须是彼此独立,且不存在相关联的不变性条件。)

  • 1、不可变 在java语言中,不可变的对象一定是线程安全的,无论是对象的方法实现还是方法的调用者,都不需要再采取任何的线程安全保障措施。如final关键字修饰的数据不可修改,可靠性最高。 2、绝对线程安全 绝对的线程安全完全满足Brian GoetZ给...

  • 2021-11-14 回答者: 爱笑的来往春秋 20个回答

  • Java集合中哪些类是线程安全的?

  • 答:线程安全类 在集合框架中,有些类是线程安全的,这些都是jdk1.1中的出现的。在jdk1.2之后,就出现许许多多非线程安全的类。 下面是这些线程安全的同步的类: vector:就比arraylist多了个同步化机制(线程安全),因为效率较低,现在已经不太建...

  • 2020-01-03 回答者: 粥小姐啊 2个回答 4

  • java线程安全的集合不能保证线程安全?

  • 问:List<String> product = Collections.synchronizedList(new ArrayList<S...

  • 答:理论上来说你的product list应该是线程安全的,你把你的代码贴出来看看呗,看看你是怎么操作product,又是如何出现数据不一致的

  • 2012-07-09 回答者: cdreamer1 4个回答

  • Java中如何保证线程安全性

  • 答:并发(concurrency)一个并不陌生的词,简单来说,就是cpu在同一时刻执行多个任务。 而Java并发则由多线程实现的。 在jvm的世界里,线程就像不相干的平行空间,串行在虚拟机中。(当然这是比较笼统的说法,线程之间是可以交互的,他们也不一定是...

  • 2020-05-13 回答者: 爱喝可乐小兔砸 3个回答

  • Java中的类如何保证线程安全

  • 答:java中,线程安全的解决方法或过程: 1.如果对象是immutable,则是线程安全的,例如:String,可以放心使用。 2. 如果对象是线程安全的,则放心使用。 3.有条件线程安全,对于Vector和Hashtable一般情况下是线程安全的,但是对于某些特殊情况



在传统的集合框架中,如何解决线程安全问题。 当然,除了Hashtable等同步容器,我们可以使用同步包装器创建一个线程安全的容器。但是这种方式用的是非常粗的同步方式,在高并发情况下,性能比较低下。 具体的位置...
2.重头戏首选的肯定还是我们的Java并发包啊 具体位置如下: 下面楼主也写了一些示范如何使用的简单代码: package com...
3.关于Java8以后的ConcurrentHashMap的一点思考。


Java哪些集合类是线程安全的
在集合框架中,有些类是线程安全的,这些都是jdk1.1中的出现的。在jdk1.2之后,就出现许许多多非线程安全的类。 下面是这些线程安全的同步的类:vector:就比arraylist多了个同步化机制(线程安全),因为效率较低,现在已经不太建议使用。在web应用中,特别是前台页面,往往效率(页面响应速度)是...

创建一个线程安全的set集合
可以利用Collections工具类的synchronizedSet方法修饰一个非同步的Set变成同步Set Set<T> set = new HashSet<T>(); \/\/ 非同步,非线程安全的SetSet<T> syncSet = Collections.synchronizedSet(set); \/\/ 返回了一个线程安全的Set

集合结构分析&线程并发库
进程是资源分配的最小单位,线程是程序执行的最小单位。进程是资源(CPU、内存等)分配的基本单位,它是程序执行时的一个实例。程序运行时系统就会创建一个进程,并为它分配资源,然后把该进程放入进程就绪队列,进程调度器选中它的时候就会为它分配CPU时间,程序开始真正运行。线程是程序执行时的最小单位...

c#中的queue是线程安全的吗
通过集合枚举在本质上不是一个线程安全的过程。甚至在对集合进行同步处理时,其他线程仍可以修改该集合,这会导致枚举数引发异常。若要在枚举过程中保证线程安全,可以在整个枚举过程中锁定集合,或者捕捉由于其他线程进行的更改而引发的异常。

java的collection中哪些是线程安全的
java集合框架提供了多种synchronized集合, 比如Vector, HashTable, Collections的synchronizedXxx方法的返回值等.synchronized集合是线程安全的, 但不是严格线程安全的. 根据JCIP第二章关于线程安全的定义--线程安全的类无需调用方进行额外的同步--synchronized集合是不满足该定义的. 如果我们将线程安全的定义...

Queue 存入 和 取出 是线程安全的吗?
Queue本身并不是线程安全的, 有两种方法来保证线程安全:1. 手动加锁。Queue myCollection = new Queue();lock(myCollection.SyncRoot){ foreach (object item in myCollection) { \/\/ Insert your code here. }}2. 调用Synchronized方法,这时候得到的就是一个线程安全的Queue Queue mySyncdQ = Queue.Synchroni...

线程中并发集合和同步集合有哪些
造成如此慢的主要原因是锁, 同步集合会把整个Map或List锁起来,而并发集合不会。并发集合实现线程安全是通过使用先进的和成熟的技术像锁剥离。比如ConcurrentHashMap 会把整个Map 划分成几个片段,只对相关的几个片段上锁,同时允许多线程访问其他未上锁的片段。同样的,CopyOnWriteArrayList 允许多个线程以非...

怎么理解Stringbuffer 是线程安全的 stringbuilder是线程不安全的_百度...
Java API的Stringbuffer 和 HashTable是在较低版本的JDK中提供的。随着软件项目越来越负责,系统对于性能要求越来越高,然而线程的同步访问对系统性能有很大的影响,所以才会有效率更高的StringBuilder和HashMap的产生。当然在使用这些非线程安全的集合时,线程安全问题就需要开发人员自己控制。StringBuffer是可变...

currentmap的get是线程安全吗
而不是我们认为的2,但是如果一个线程执行完mapsetgetkey加1:另一个线程再去执行这个操作,那么得到的结果便是我们想要的结果。也就是说这个结果依赖于线程的执行顺序。因此在线程安全的方法中进行组合操作要考虑竞态问题。为了能够保证线程安全,也需要进行加锁操作。

ORSET是什么意思?
提高系统的可靠性和性能。与传统的集合类型相比,ORSET具有许多优点。它不仅能够保证线程安全,而且内存占用量较小,支持高效的元素查找、添加、删除、遍历等操作。此外,ORSET还支持高度并发的操作,可以适应各种复杂的多线程场景,是一种非常优秀并且实用的数据结构。

山东省17669333608: Java中的类如何保证线程安全 -
禹温丽芝: java中,线程安全的解决方法或过程:1.如果对象是immutable,则是线程安全的,例如:String,可以放心使用.2. 如果对象是线程安全的,则放心使用.3.有条件线程安全,对于Vector和Hashtable一般情况下是线程安全的,但是对于某些特殊情况,需要通过额外的synchronized保证线程安全.4.使用synchronized关键字.

山东省17669333608: 如何解决线程安全问题 -
禹温丽芝: 有2种解决方法. 第一,是采用原子变量,毕竟线程安全问题最根本上是由于全局变量和静态变量引起的,只要保证了对于变量的写操作要么全写要么不写,就可以解决线程安全,定义变量用sig_atomic_t和volatile. 第二,就是实现线程间同步啦,用互斥索,信号量.让线程有序的访问变量就可以啦

山东省17669333608: 哪些集合对象线程是安全的,哪些是不安全的 -
禹温丽芝: 一些历史类的一般是线程安全的,例如:Vector,HashTable等 在jdk升级后,出现了替代一些集合的类,ArrayList,HashMap等,一般都是线程不安全的.

山东省17669333608: 如何解决java中线程安全问题 -
禹温丽芝: java中,线程安全的解决方法或过程:1.如果对象是immutable,则是线程安全的,例如:String,可以放心使用.2. 如果对象是线程安全的,则放心使用.3.有条件线程安全,对于Vector和Hashtable一般情况下是线程安全的,但是对于某些特殊情况,需要通过额外的synchronized保证线程安全.4.使用synchronized关键字.

山东省17669333608: 怎么理解集合中线程安全和不安全的问题 -
禹温丽芝: 线程安全,就是集合里面的元素可以随便任意多个人同时读写,不会出问题;线程不安全就是不能多个人随便一起操作会乱套的.

山东省17669333608: 多线程环境下如何正确使用Java集合类 -
禹温丽芝: 线程安全性是多线程环境下的编程必须面对的棘手的问题.本文从对集合进行迭代常常遇到的java.util.ConcurrentModificationException出发,分析了异常发生的根本原因和底层机理,给出在多线程环境下使用Java集合类的两个正确方法,一个是将迭代器转换为数组,另一个是使用并发集合类.掌握了这两种方法,才能在多线程环境下正确地使用Java集合类.

山东省17669333608: 通常什么情况下需要考虑线程安全,有什么策略确保线程安全 -
禹温丽芝: 涉及到数据共享及数据的修改的情况下一般要考虑线程安全,比如有一个原始数据5,我在一个线程中要将这个数据加5,那么我就在这个线程中读取到这个数据然后加5得到10,然后再把10存入这个原始数据中,因为没有考虑线程安全,在我存入之前,有另一个线程修改了这个数据,把原始数据修改为0,然后之前的线程又才将10存入那个原始数据,那么此时这个原始数据就成为了10,然后因为之前有线程修改过,实际应该为5,这里只是数字,如果这个数字是钱呢?你的账户就会凭空多出钱来!还有很多种出错的情况,这里只是其中一种,所以在某些情况下必须要考虑线程安全性

山东省17669333608: 在Java如何保证方法是线程安全的 -
禹温丽芝: 用同步代码块synchronized{}每当一个线程进到这里,其他的的线程就进不来.

山东省17669333608: List、Dictionary等集合类不是线程安全的吗?求教! -
禹温丽芝: 参考MSDN LIST线程安全 --------------------------------------------------------------------------------此类型的公共静态(在 Visual Basic 中为 Shared)成员是线程安全的. 但不能保证任何实例成员是线程安全的.只要不修改该集合, List<T>就可以同时支持多个阅读器. 枚举整个集合本质上不是一个线程安全的过程.在枚举与一个或多个写访问竞争的罕见情况下,确保线程安全的唯一方法是在整个枚举期间锁定集合.若允许多个线程对集合执行读写操作,您必须实现自己的同步.

山东省17669333608: 实现原理,如何保证HashMap的线程安全 -
禹温丽芝: 有2种办法让HashMap线程安全,分别如下:方法一:通过Collections.synchronizedMap()返回一个新的Map,这个新的map就是线程安全的. 这个要求大家习惯基于接口编程,因为返回的并不是HashMap,而是一个Map的实现.方法二:重新改写了HashMap,具体的可以查看java.util.concurrent.ConcurrentHashMap. 这个方法比方法一有了很大的改进.

你可能想看的相关专题

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网