怎么使ArrayList,LinkedList变成线程安全的呢?

### 1.使用SynchronizedList SynchronizedList是一个线程安全的包装类。继承于SynchronizedCollection,SynchronizedCollection实现了Collection接口,SynchronizedList包含一个List对象,对List的访问修改方法进行了一些封装,在封装的方法中会对list使用同步锁加锁,然后再进行存取和修改操作。 使用方法如下 ```java LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>(); //调用Collections的synchronizedList方法,传入一个linkedList,会返回一个SynchronizedList实例对象 List<Integer> synchronizedList = Collections.synchronizedList(linkedList); //调用Collections的synchronizedList方法,ArrayList,返回一个SynchronizedRandomAccessList实例对象 ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>(); List<Integer> synchronizedRandomAccessList = Collections.synchronizedList(linkedList); ``` (Collections.synchronizedList()方法会判断传入的对象是否实现了 RandomAccess接口,是的话,会返回一个SynchronizedRandomAccessList对象,SynchronizedRandomAccessList是SynchronizedList的子类,只是会多一个以线程安全的方式获取子数组的方法)。 SynchronizedList类的部分代码如下: ```java static class SynchronizedList<E> extends SynchronizedCollection<E> implements List<E> { final List<E> list;//源list final Object mutex; SynchronizedCollection(Collection<E> c) { this.c = Objects.requireNonNull(c); mutex = this;//mutex就是SynchronizedList实例自己,作为同步锁使用 } public E get(int index) { synchronized (mutex) { 是父类中的成员变量,在父类中会将list赋值给mutex return list.get(index); } } public E set(int index, E element) { synchronized (mutex) {return list.set(index, element);} } } ``` ### 2.使用CopyOnWriteArrayList CopyOnWriteArrayList跟ArrayList类似,都是实现了List接口,只不过它的父类是Object,而不是AbstractList。CopyOnWriteArrayList与ArrayList的不同在于, 1.内部持有一个ReentrantLock类型的lock锁,用于控制并发访问 ```java final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); ``` 在对数组进行修改的方法中,都会先获取lock,获取成功才能进行修改,修改完释放锁,保证每次只允许一个线程对数组进行修改。 2.使用volatile修饰Object数组,使得变量具备内存可见性 ```java //CopyOnWriteArrayList private transient volatile Object[] array; //ArrayList private transient Object[] elementData;//transient ``` 可以看到区别主要在于CopyOnWriteArrayList的Object是使用volatile来修饰的,volatile可以使变量具备内存可见性,一个线程在工作内存中对变量进行修改后,会立即更新到物理内存,并且使得其他线程中的这个变量缓存失效,其他线程在读取会去物理内存中读取最新的值。(volatile修饰的是指向数组的引用变量,所以对数组添加元素,删除元素不会改变引用,只有对数组变量array重新赋值才会改变。所以为了保证内存可见性,CopyOnWriteArrayList.add()方法在添加元素时,都是复制出一个新数组,进行修改操作后,再设置到就数组上) 注意事项:Object数组都使用transient修饰是因为transient修饰的属性不会参与序列化,ArrayList通过实现writeObject()和readObject()方法来自定义了序列化方法(基于反序列化时节约空间考虑,如果用默认的序列方法,源elementData数组长度为100,实际只有10个元素,反序列化时也会分配长度为100的数组,造成内存浪费。) 下面是CopyOnWriteArrayList的add()方法: ```java public boolean add(E e) { final ReentrantLock lock = this.lock; //1. 使用Lock,保证写线程在同一时刻只有一个 lock.lock(); try { //2. 获取旧数组引用 Object[] elements = getArray(); int len = elements.length; //3. 创建新的数组,并将旧数组的数据复制到新数组中 Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); //4. 往新数组中添加新的数据 newElements[len] = e; //5. 将旧数组引用指向新的数组 setArray(newElements); return true; } finally { lock.unlock(); } } ``` SynchronizedList和CopyOnWriteArrayList优缺点 SynchronizedList:读写都加锁 SynchronizedList是通过对读写方法使用synchronized修饰来实现同步的,即便只是多个线程在读数据,也不能进行,如果是读比较多的场景下,会性能不高,所以适合读写均匀的情况。 CopyOnWriteArrayList:读不加锁,写加锁 而CopyOnWriteArrayList是读写分离的,只对写操作加锁,但是每次写操作(添加和删除元素等)时都会复制出一个新数组,完成修改后,然后将新数组设置到旧数组的引用上,所以在写比较多的情况下,会有很大的性能开销,所以适合读比较多的应用场景。