【Java并发编程】之八：多线程环境中安全使用集合API

在集合API中，最初设计的Vector和Hashtable是多线程安全的。例如：对于Vector来说，用来添加和删除元素的方法是同步的。如果只有一个线程与Vector的实例交互，那么，要求获取和释放对象锁便是一种浪费，另外在不必要的时候如果滥用同步化，也有可能会带来死锁。因此，对于更改集合内容的方法，没有一个是同步化的。集合本质上是非多线程安全的，当多个线程与集合交互时，为了使它多线程安全，必须采取额外的措施。

​ 在Collections类 中有多个静态方法，它们可以获取通过同步方法封装非同步集合而得到的集合：

​ public static Collection synchronizedCollention(Collection c)

​ public static List synchronizedList(list l)

​ public static Map synchronizedMap(Map m)

​ public static Set synchronizedSet(Set s)

​ public static SortedMap synchronizedSortedMap(SortedMap sm)

​ public static SortedSet synchronizedSortedSet(SortedSet ss)

​ 这些方法基本上返回具有同步集合方法版本的新类。比如，为了创建多线程安全且由ArrayList支持的List，可以使用如下代码：

List list = Collection.synchronizedList(new ArrayList());

​ 注意，ArrayList实例马上封装起来，不存在对未同步化ArrayList的直接引用（即直接封装匿名实例）。这是一种最安全的途径。如果另一个线程要直接引用ArrayList实例，它可以执行非同步修改。

​ 下面给出一段多线程中安全遍历集合元素的示例。我们使用Iterator逐个扫描List中的元素，在多线程环境中，当遍历当前集合中的元素时，一般希望阻止其他线程添加或删除元素。安全遍历的实现方法如下：

import java.util.*;  
  
public class SafeCollectionIteration extends Object {  
    public static void main(String[] args) {  
        //为了安全起见，仅使用同步列表的一个引用，这样可以确保控制了所有访问  
        //集合必须同步化，这里是一个List  
        List wordList = Collections.synchronizedList(new ArrayList());  
  
        //wordList中的add方法是同步方法，会获取wordList实例的对象锁  
        wordList.add("Iterators");  
        wordList.add("require");  
        wordList.add("special");  
        wordList.add("handling");  
  
        //获取wordList实例的对象锁，  
        //迭代时，阻塞其他线程调用add或remove等方法修改元素  
        synchronized ( wordList ) {  
            Iterator iter = wordList.iterator();  
            while ( iter.hasNext() ) {  
                String s = (String) iter.next();  
                System.out.println("found string: " + s + ", length=" + s.length());  
            }  
        }  
    }  
}  

这里需要注意的是：在Java语言中，大部分的线程安全类都是相对线程安全的，它能保证对这个对象单独的操作时线程安全的，我们在调用的时候不需要额外的保障措施，但是对于一些特定的连续调用，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。例如Vector、HashTable、Collections的synchronizedXxxx（）方法包装的集合等。