Collections.synchronizedList

    xiaoxiao2022-06-23  17

    摘要 详细的解析:Collections.synchronizedList

        1 :关注要点,为什么在有synchroniezed方法的同时会出现 Collections.synchronizedList

        2 :知识背景: 您可能需要了解java Synchronized方法的加锁的各种机制,包括如何上锁,锁对象

        3 : plus: 您需要不断的深化 Java加锁的各种机制

     

    Java代码  

    @NotThreadSafe  

    class BadListHelper <E> {  

        public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());  

      

        public synchronized boolean putIfAbsent(E x) {  

            boolean absent = !list.contains(x);  

            if (absent)  

                list.add(x);  

            return absent;  

        }  

    }  

     

      这个示例希望实现的功能是为List提供一个原子操作:若没有则添加。因为ArrayList本身不是线程安全的,所以通过集合Collections.synchronizedList将其转换为一个线程安全的类,然后通过一个辅助的方法来为List实现这么个功能。初看起来这个方法没问题,因为也添加了synchronized关键字实现加锁了。

     

    但是仔细分析,你会发现问题。首先对于synchronized关键字,需要说明的是,它是基于当前的对象来加锁的,上面的方法也可以这样写:

     

    Java代码  

    public boolean putIfAbsent(E x) {  

        synchronized(this) {  

            boolean absent = !list.contains(x);  

            if (absent)  

                list.add(x);  

            return absent;  

        }  

    }  

     

      所以这里的锁其实是BadListHelper对象, 而可以肯定的是Collections.synchronizedList返回的线程安全的List内部使用的锁绝对不是BadListHelper的对象,应为你在声明和初始化这个集合的过程之中,你尚且都不知道这个对象的存在。所以BadListHelper中的putIfAbsent方法和线程安全的List使用的不是同一个锁,因此上面的这个加了synchronized关键字的方法依然不能实现线程安全性。

     

    下面给出书中的另一种正确的实现:

     

     

    Java代码  

    @ThreadSafe  

    class GoodListHelper <E> {  

        public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());  

      

        public boolean putIfAbsent(E x) {  

            synchronized (list) {  

                boolean absent = !list.contains(x);  

                if (absent)  

                    list.add(x);  

                return absent;  

            }  

        }  

    }  

     

      如果你要分析这个实现是否正确,你需要搞清楚Collections.synchronizedList返回的线程安全的List内部使用的锁是哪个对象,所以你得看看Collections.synchronizedList这个方法的源码了。该方法源码如下:

     

    Java代码  

    public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) {  

        return (list instanceof RandomAccess ?  

                    new SynchronizedRandomAccessList<T>(list) :  

                    new SynchronizedList<T>(list));  

        }  

     

     

    通过源码,我们还需要知道ArrayList是否实现了RandomAccess接口:

     

    Java代码  

    public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>  

            implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable  

     

      查看ArrayList的源码,可以看到它实现了RandomAccess,所以上面的synchronizedList放回的应该是SynchronizedRandomAccessList的实例。接下来看看SynchronizedRandomAccessList这个类的实现:

     

     

    Java代码  

    static class SynchronizedRandomAccessList<E>  

        extends SynchronizedList<E>  

        implements RandomAccess {  

      

            SynchronizedRandomAccessList(List<E> list) {  

                super(list);  

            }  

      

        SynchronizedRandomAccessList(List<E> list, Object mutex) {  

                super(list, mutex);  

            }  

      

        public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {  

            synchronized(mutex) {  

                    return new SynchronizedRandomAccessList<E>(  

                        list.subList(fromIndex, toIndex), mutex);  

                }  

            }  

      

            static final long serialVersionUID = 1530674583602358482L;  

      

            /** 

             * Allows instances to be deserialized in pre-1.4 JREs (which do 

             * not have SynchronizedRandomAccessList).  SynchronizedList has 

             * a readResolve method that inverts this transformation upon 

             * deserialization. 

             */  

            private Object writeReplace() {  

                return new SynchronizedList<E>(list);  

            }  

        }  

     

    因为SynchronizedRandomAccessList这个类继承自SynchronizedList,而大部分方法都在SynchronizedList中实现了,所以源码中只包含了很少的方法,但是通过subList方法,我们可以看到这里使用的锁对象为mutex对象,而mutex是在SynchronizedCollection类中定义的,所以再看看SynchronizedCollection这个类中关于mutex的定义部分源码:

    Java代码  

    static class SynchronizedCollection<E> implements Collection<E>, Serializable {  

        // use serialVersionUID from JDK 1.2.2 for interoperability  

        private static final long serialVersionUID = 3053995032091335093L;  

      

        final Collection<E> c;  // Backing Collection  

        final Object mutex;     // Object on which to synchronize  

      

        SynchronizedCollection(Collection<E> c) {  

                if (c==null)  

                    throw new NullPointerException();  

            this.c = c;  

                mutex = this;  

            }  

        SynchronizedCollection(Collection<E> c, Object mutex) {  

            this.c = c;  

                this.mutex = mutex;  

            }  

    }  

      可以看到mutex就是当前的SynchronizedCollection对象,而SynchronizedRandomAccessList继承自SynchronizedList,SynchronizedList又继承自SynchronizedCollection,所以SynchronizedRandomAccessList中的mutex也就是SynchronizedRandomAccessList的this对象。所以在GoodListHelper中使用的锁list对象,和SynchronizedRandomAccessList内部的锁是一致的,所以它可以实现线程安全性。

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