JAVA高并发学习 - 使用Collections工具类将非线程安全类转为线程安全

JAVA高并发学习 - 使用Collections工具类将非线程安全类转为线程安全

HashMap,ArrayList,LinkedList,Set等集合都不是线程安全的集合。使用Collections工具类提供的方法，可以将其变为线程安全的集合。

使用方式如下：

public static Map map = Collections.synchronizedMap(new HashMap())

Collections.synchronizedMap()方法会生成一个Collections.SynchronizedMap的Map。
它使用委托将自己所有Map的相关功能交给传入的HashMap实现，而自己则主要负责保证线程的安全。

private static class SynchronizedMap<K,V>
    implements Map<K,V>, Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1978198479659022715L;

    private final Map<K,V> m;     // Backing Map
    final Object      mutex;        // Object on which to synchronize

    SynchronizedMap(Map<K,V> m) {
        this.m = Objects.requireNonNull(m);
        mutex = this;
    }

    SynchronizedMap(Map<K,V> m, Object mutex) {
        this.m = m;
        this.mutex = mutex;
    }

    //...
    
}

通过mutex实现对这个m的互斥操作，从而实现线程安全。比如，对于Map的一些常见方法，它的实现如下：

        //...

        public int size() {
            synchronized (mutex) {return m.size();}
        }
        public boolean isEmpty() {
            synchronized (mutex) {return m.isEmpty();}
        }
        public boolean containsKey(Object key) {
            synchronized (mutex) {return m.containsKey(key);}
        }
        public boolean containsValue(Object value) {
            synchronized (mutex) {return m.containsValue(value);}
        }
        public V get(Object key) {
            synchronized (mutex) {return m.get(key);}
        }

        public V put(K key, V value) {
            synchronized (mutex) {return m.put(key, value);}
        }
        public V remove(Object key) {
            synchronized (mutex) {return m.remove(key);}
        }
        public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) {
            synchronized (mutex) {m.putAll(map);}
        }
        public void clear() {
            synchronized (mutex) {m.clear();}
        }

        //...

虽然这个包装的Map可以满足线程安全的要求，但是它在多线程环境中的性能表现不算太好。
无论是对Map的读取和写入，都需要获得mutex的锁，这会导致所有对Map的操作全部进入等待状态，直到mutex锁可用。
如果并发级别不高，那么一般也够用，但是，高并发环境中，需要寻求新的解决方案。

接下来学习更加专业的并发集合。