Java集合中那些类是线程安全的 以及 Map线程安全几种实现方法

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）是优先考虑的。

statck：堆栈类，先进后出

hashtable：就比hashmap多了个线程安全

enumeration：枚举，相当于迭代器

除了这些之外，其他的都是非线程安全的类和接口。

线程安全的类其方法是同步的，每次只能一个访问。是重量级对象，效率较低。

其他：

1. hashtable跟hashmap的区别

hashtable是线程安全的,即hashtable的方法都提供了同步机制；hashmap不是线程安全的,即不提供同步机制 ；hashtable不允许插入空值,hashmap允许!

2. 多线程并发修改一 个 集合 怎么办

用老的Vector/Hashtable类

 

StringBuffer是线程安全，而StringBuilder是线程不安全的。对于安全与不安全没有深入的理解情况下，易造成这样的错觉，如果对于StringBuffer的操作均是线程安全的，然而，JAVA给你的保证的线程安全，是说它的方法是执行是排它的，而不是对这个对象本身的多次调用情况下，还是安全的。看看下边的例子，在StringBufferTest中有一个数据成员contents它是用来扩展的，它的每一次append是线程安全的，但众多次append的组合并不是线程安全的，这个输出结果不是太可控的，但如果对于log和getContest方法加关键字synchronized，那么结果就会变得非常条理，如果换成StringBuider甚至是append到一半，它也会让位于其它在此基础上操作的线程：

public class StringBufferTest {
   private StringBuffer contents = new StringBuffer();
   public void log(String message){
      contents.append(System.currentTimeMillis());
      contents.append("; ");
      contents.append(Thread.currentThread().getName());
      for(int i=0;i<10000;i++){
        contents.append(i);   
          contents.append(message);    //append本身是线程安全的，修改contents时，其它线程无法访问。
          contents.append("\n");
      }
      contents.append("\n\n");
   }
   public void getContents(){
      System.out.println(contents);
   }
}

class RunThread extends Thread{
   String message;
   StringBufferTest buffer;
   public RunThread(StringBufferTest buffer, String message){
      this.buffer = buffer;
      this.message = message;
   }
   public void run(){
      while(true){
         buffer.log(message);
         buffer.getContents();
      }
   }
   public static void main(String[] args) {
      StringBufferTest ss = new StringBufferTest();
      new RunThread(ss, "you").start();
      new RunThread(ss, "me").start();
      new RunThread(ss, "she").start();
   }
}
        StringBuilder和StringBuffer的方法是一模一样，就是一个多线程和一个单线程的问题。线程调用同一StringBuffer 的append方法，这跟他是不是线程安全没有关系的，除非你的结果是append的一系列字符串变乱了，那才能说明他是线程不安全的。线程安全是指任何时刻都只有一个线程访问临界资源。线程安全 并不是说他的一系列操作是同步的 只是对于他执行某个方法的时候不允许别的线程去改变。针对一个类来说是不是线程安全就要看，多个线程在同时在运行，这些线程可能会同时执行某个方法。但是每次运行结果和单线程执行的结果一样，那么就可以说是线程安全的。因为log方法没有上锁，每个现在在append锁释放后，都可能得到cpu的执行片段。

但不要对多线程安全存在误解：

   public String toString(){
      StringBuffer buffer = new StringBuffer();
      buffer.append('<');
      buffer.append(this.name);
      buffer.append('>');
      return buffer.toString();
   }

       这个代码是完全线程安全的，在方法内部定义的变量，在每个线程线程进入的时候都会创建这个局部变量！不涉及线程安全问题。通常涉及系统安全的变量一般都是成员变量! stringBuffer本身的内部实现是现场安全的！线程安全那是类本身提供的功能是安全的。即你提供插入一个字符串，那么这个字符串插入是安全的，但是要插入两个字符串，两个的顺序你来定，这之间如果有别的插入出错就不管类的事情了，是你自己代码的问题。

Map线程安全几种实现方法

如果需要使 Map 线程安全，大致有这么四种方法： 
1、使用 synchronized 关键字，代码如下
synchronized(anObject) { 
　　value = map.get(key);
}

2、使用 JDK1.5提供的锁（java.util.concurrent.locks.Lock）。代码如下
lock.lock(); 
value = map.get(key); 
lock.unlock();

3、使用 JDK1.5 提供的读写锁（java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock）。代码如下
rwlock.readLock().lock(); 
value = map.get(key); 
rwlock.readLock().unlock(); 
这样两个读操作可以同时进行，理论上效率会比方法 2 高。

4、使用 JDK1.5 提供的 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap 类。该类将 Map 的存储空间分为若干块，每块拥有自己的锁，大大减少了多个线程争夺同一个锁的情况。代码如下
value = map.get(key); //同步机制内置在 get 方法中

比较： 
1、不同步确实最快，与预期一致。 
2、四种同步方式中，ConcurrentHashMap 是最快的，接近不同步的情况。
3、synchronized 关键字非常慢，比使用锁慢了两个数量级。如果需自己实现同步，则使用 JDK1.5 提供的锁机制，避免使用 synchronized 关键字。

 

public  class  MapTest {
            public  static  final  int  THREAD_COUNT =  1 ;
            public  static  final  int  MAP_SIZE =  1000 ;
            public  static  final  int  EXECUTION_MILLES =  1000 ;
            public  static  final  int [] KEYS =  new  int [ 100 ];

            public  static  void  main(String[] args)  throws  Exception {
                // 初始化
                Random rand =  new  Random();
                for  ( int  i =  0 ; i < KEYS.length; ++i)
                    KEYS[i] = rand.nextInt();
                // 创建线程
                long  start = System.currentTimeMillis();
                Thread[] threads =  new  Thread[THREAD_COUNT];
                for  ( int  i =  0 ; i < THREAD_COUNT; ++i) {
                    threads[i] =  new  SynchronizedThread();
                    // threads[i] = new LockThread();
                    threads[i].start();
                }
                // 等待其它线程执行若干时间
                Thread.sleep(EXECUTION_MILLES);
                // 统计 get 操作的次数
                long  sum =  0 ;
                for  ( int  i =  0 ; i < THREAD_COUNT; ++i) {
                    sum += threads[i].getClass().getDeclaredField( "count" )
                            .getLong(threads[i]);
                }
                long  millisCost = System.currentTimeMillis() - start;
                System.out.println(sum +  "("  + (millisCost) +  "ms)" );
                System.exit( 0 );
            }

            public  static  void  fillMap(Map map) {
                Random rand =  new  Random();
                for  ( int  i =  0 ; i < MAP_SIZE; ++i) {
                    map.put(rand.nextInt(), rand.nextInt());
                }
            }
        }
        class  SynchronizedThread  extends  Thread {
            private  static  Map map =  new  HashMap();
            public  long  count =  0 ;
            static  {
                MapTest.fillMap(map);
            }

            public  void  run() {
                for  (;;) {
                    int  index = ( int ) (count % MapTest.KEYS.length);
                    synchronized  (SynchronizedThread. class ) {
                        map.get(MapTest.KEYS[index]);
                    }
                    ++count;
                }
            }
        }

        class  LockThread  extends  Thread {
            private  static  Map map =  new  HashMap();
            private  static  Lock lock =  new  ReentrantLock();
            public  long  count =  0 ;
            static  {
                MapTest.fillMap(map);
            }

            public  void  run() {
                for  (;;) {
                    int  index = ( int ) (count % MapTest.KEYS.length);
                    lock.lock();
                    map.get(MapTest.KEYS[index]);
                    lock.unlock();
                    ++count;
                }
            }
        }