【集合类型的并发】Collections.synchronizedList

摘要: 详细的解析：Collections.synchronizedList
    1 ：关注要点，为何在有synchroniezed方法的同时会出现 Collections.synchronizedList
    2 ：知识背景： 您可能须要了解java Synchronized方法的加锁的各类机制，包括如何上锁，锁对象
    3 ： plus： 您须要不断的深化 Java加锁的各类机制

@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;  
    }  
}  
 
  这个示例但愿实现的功能是为List提供一个原子操做：若没有则添加。由于ArrayList自己不是线程安全的，因此经过集合Collections.synchronizedList将其转换为一个线程安全的类，而后经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，由于也添加了synchronized关键字实现加锁了。
 
 可是仔细分析，你会发现问题。首先对于synchronized关键字，须要说明的是，它是基于当前的对象来加锁的，上面的方法也能够这样写：

public boolean putIfAbsent(E x) {  
    synchronized(this) {  
        boolean absent = !list.contains(x);  
        if (absent)  
            list.add(x);  
        return absent;  
    }  
}  

  因此这里的锁实际上是BadListHelper对象， 而能够确定的是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。因此BadListHelper中的putIfAbsent方法和线程安全的List使用的不是同一个锁，所以上面的这个加了synchronized关键字的方法依然不能实现线程安全性。
 
 下面给出书中的另外一种正确的实现：

@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;  
        }  
    }  
}  
  若是你要分析这个实现是否正确，你须要搞清楚Collections.synchronizedList返回的线程安全的List内部使用的锁是哪一个对象，因此你得看看Collections.synchronizedList这个方法的源码了。该方法源码以下：

public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) {  
    return (list instanceof RandomAccess ?  
                new SynchronizedRandomAccessList<T>(list) :  
                new SynchronizedList<T>(list));  
    }  

 经过源码，咱们还须要知道ArrayList是否实现了RandomAccess接口：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable  

  查看ArrayList的源码，能够看到它实现了RandomAccess，因此上面的synchronizedList放回的应该是SynchronizedRandomAccessList的实例。接下来看看SynchronizedRandomAccessList这个类的实现：

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;  
        private Object writeReplace() {  
            return new SynchronizedList<E>(list);  
        }  
    }  
 由于SynchronizedRandomAccessList这个类继承自SynchronizedList，而大部分方法都在SynchronizedList中实现了，因此源码中只包含了不多的方法，可是经过subList方法，咱们能够看到这里使用的锁对象为mutex对象，而mutex是在SynchronizedCollection类中定义的，因此再看看SynchronizedCollection这个类中关于mutex的定义部分源码：
Java代码  收藏代码

static class SynchronizedCollection<E> implements Collection<E>, Serializable {  
    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;  
        }  
}  
  能够看到mutex就是当前的SynchronizedCollection对象，而SynchronizedRandomAccessList继承自SynchronizedList，SynchronizedList又继承自SynchronizedCollection，因此SynchronizedRandomAccessList中的mutex也就是SynchronizedRandomAccessList的this对象。因此在GoodListHelper中使用的锁list对象，和SynchronizedRandomAccessList内部的锁是一致的，因此它能够实现线程安全性。

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; } } 

putIfAbsent方法和List并非使用的同一个锁对象，List使用的锁对象并非BadListHelper，而是list。假如A线程进入putIfAbsent方法，list这个锁并无被获取（A线程获取的是 BadListHelper这个对象），因此其余线程还可以得到list锁对象来改变list对象。boolean absent = !list.contains(x);当线程到这串代码结束时，其余线程得到list锁对象，从而就能调用list的方法来改变list对象，这时候就可能致使!list.contains(x)改变，即域absent并非A线程获得的布尔类型。因此这个类并非线程安全的。

得到变量的锁就能够改变变量，没有得到变量锁的就不能改变，得到方法的锁就能够执行方法里面的语句。