[改善Java代码]多线程使用Vector或HashTable
2016-07-11 14:37
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Vector是ArrayList的多线程版本,HashTable是HashMap的多线程版本,这些概念我 们都很清楚,也被前辈嘱咐过很多次,但我们经常会逃避使用Vector和HashTable,因为用 得少,不熟嘛!只有在真正需要的时候才会想要使用它们,但问题是什么时候算真正需要呢?我们来看一个例子,看看使用线程安全的Vector是否可以解决问题,代码如下:
模拟火车站售票程序,先初始化一堆火车票,然后开始出售,同时也有退票产生,这段程序有没有问题?可能会有读者看出了问题,ArrayList是线程不安全的,两个线程访问同一 个ArrayList数组肯定会有问题。
没错,确定有问题,运行结果如下:
运气好的话,该异常马上就会报出。也许有人会说这是一个典型错误,只须把ArrayList 替换成Vector即可解决问题,真的是这样吗?我们把ArrayList替换成Vector后,结果照旧,仍然抛出相同的异常,Vector已经是线程安全的,为什么还报这个错误呢?
这是因为他混淆了线程安全和同步修改异常,基本上所有的集合类都有一个叫做快速失败(Fail-Fast)的校验机制,当一个集合在被多个线程修改并访问时,就可能会出现 ConcurrentModificationException异常,这是为了确保集合方法一致而设置的保护措施,它 的实现原理就是我们经常提到的modCmmt修改计数器:如果在读列表时,modCount发生变 化(也就是有其他线程修改)则会抛出ConcurrentModificationException异常。
这与线程同 步是两码事,线程同步是为了保护集合中的数据不被脏读、脏写而设置的,我们来看线程安 全到底用在什么地方,代码如下:
还是火车站售票程序,有10个窗口在卖火车票,程序打印出窗口号(也就是线程号)和车票编号,很快我们就会看到这样的输出:
注意看,上面有两个线程在卖同一张火车票,这才是线程不同步的问题,此时把ArrayList修改为Vector即可解决问题,因为Vector的每个方法前都加上了 synchronized关 键字,同时只会允许一个线程进入该方法,确保了程序的可靠性。
虽然在系统开发中我们一再说明,除非必要,否则不要使用synchronized,这是从性能 的角度考虑的,但是一旦涉及多线程时(注意这里说的是真正的多线程,不是并发修改的问 题,比如一个线程增加,一个线程删除,这不属于多线程的范畴),Vector会是最佳选择,当 然自己在程序中加synchronized也是可行的方法。
HashMap的线程安全类HashTable与此相同,不再赘述。
import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Random; public class Client { public static void main(String[] args) { // 火车票列表 //final List<String> tickets = new Vector<String>(); final List<String> tickets = new ArrayList<String>(); // 初始化票据池 for (int i = 0; i < 100000; i++) { tickets.add("火车票" + i); } // 退票 Thread returnThread = new Thread() { public void run() { while (true) { tickets.add("车票" + new Random().nextInt()); } }; }; // 售票 Thread saleThread = new Thread() { public void run() { for (String ticket : tickets) { tickets.remove(ticket); } }; }; // 启动退票线程 returnThread.start(); // 启动售票线程 saleThread.start(); } }
模拟火车站售票程序,先初始化一堆火车票,然后开始出售,同时也有退票产生,这段程序有没有问题?可能会有读者看出了问题,ArrayList是线程不安全的,两个线程访问同一 个ArrayList数组肯定会有问题。
没错,确定有问题,运行结果如下:
Exception in thread "Thread-1" java.util.ConcurrentModificationException at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(Unknown Source) at java.util.ArrayList$Itr.next(Unknown Source) at cn.summerchill.test.Client$2.run(Client.java:30)
运气好的话,该异常马上就会报出。也许有人会说这是一个典型错误,只须把ArrayList 替换成Vector即可解决问题,真的是这样吗?我们把ArrayList替换成Vector后,结果照旧,仍然抛出相同的异常,Vector已经是线程安全的,为什么还报这个错误呢?
这是因为他混淆了线程安全和同步修改异常,基本上所有的集合类都有一个叫做快速失败(Fail-Fast)的校验机制,当一个集合在被多个线程修改并访问时,就可能会出现 ConcurrentModificationException异常,这是为了确保集合方法一致而设置的保护措施,它 的实现原理就是我们经常提到的modCmmt修改计数器:如果在读列表时,modCount发生变 化(也就是有其他线程修改)则会抛出ConcurrentModificationException异常。
这与线程同 步是两码事,线程同步是为了保护集合中的数据不被脏读、脏写而设置的,我们来看线程安 全到底用在什么地方,代码如下:
import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class Client { public static void main(String[] args) { //火车票列表 final List<String> tickets = new ArrayList<String>(); //初始化票据池 for(int i=0;i<100000;i++){ tickets.add("火车票" + i); } //10个窗口售票 for(int i=0;i<10;i++){ new Thread(){ public void run() { while(true){ System.out.println(Thread.currentThread().getId() +"——"+ tickets.remove(0)); } }; }.start(); } } }
还是火车站售票程序,有10个窗口在卖火车票,程序打印出窗口号(也就是线程号)和车票编号,很快我们就会看到这样的输出:
注意看,上面有两个线程在卖同一张火车票,这才是线程不同步的问题,此时把ArrayList修改为Vector即可解决问题,因为Vector的每个方法前都加上了 synchronized关 键字,同时只会允许一个线程进入该方法,确保了程序的可靠性。
虽然在系统开发中我们一再说明,除非必要,否则不要使用synchronized,这是从性能 的角度考虑的,但是一旦涉及多线程时(注意这里说的是真正的多线程,不是并发修改的问 题,比如一个线程增加,一个线程删除,这不属于多线程的范畴),Vector会是最佳选择,当 然自己在程序中加synchronized也是可行的方法。
HashMap的线程安全类HashTable与此相同,不再赘述。
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