如何顯示arraylist java的不同步性？

Question

我們知道ArrayList不是線程安全的，並且VectorList都是。我想創建一個程序來顯示操作正在VectorList中同步執行，而不是在ArrayList中執行。唯一的問題，我面對的是如何？什麼樣的操作？
例如： - 如果我們爲任何一個列表添加一個值，程序只需添加值。
我試圖做一個但實現了同步我的程序依賴於變量j，而不是ArrayList或VectorList。

public class ArrayDemo implements Runnable { 

    private static ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>(); 
    Random random = new Random(); 
    int j = 0; 
    public void run() { 
     while (j < 10) { 
      int i = random.nextInt(10); 
      al.add(i); 
      System.out.println(i + " "+ Thread.currentThread().getName()); 
      j++; 
      //System.out.println(al.remove(0)); 
     } 

    } 

    public static void main(String[] args) { 
     ArrayDemo ad = new ArrayDemo(); 
     Thread t = new Thread(ad); 
     Thread t1 = new Thread(ad); 
     t.start();t1.start(); 
    } 

} 

Answer 1

小測試程序：

public class Test extends Thread { 
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
     test(new Vector<>()); 
     test(new ArrayList<>()); 
     test(Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())); 
     test(new CopyOnWriteArrayList<>()); 
    } 
    private static void test(final List<Integer> list) throws Exception { 
     System.gc(); 
     long start = System.currentTimeMillis(); 
     Thread[] threads = new Thread[10]; 
     for (int i = 0; i < threads.length; i++) 
      threads[i] = new Test(list); 
     for (Thread thread : threads) 
      thread.start(); 
     for (Thread thread : threads) 
      thread.join(); 
     long end = System.currentTimeMillis(); 
     System.out.println(list.size() + " in " + (end - start) + "ms using " + list.getClass().getSimpleName()); 
    } 
    private final List<Integer> list; 
    Test(List<Integer> list) { 
     this.list = list; 
    } 
    @Override 
    public void run() { 
     try { 
      for (int i = 0; i < 10000; i++) 
       this.list.add(i); 
     } catch (Exception e) { 
      e.printStackTrace(System.out); 
     } 
    } 
} 

樣本輸出

100000 in 16ms using Vector 
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 466 
    at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:459) 
    at Test.run(Test.java:36) 
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 465 
    at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:459) 
    at Test.run(Test.java:36) 
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 10 
    at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:459) 
    at Test.run(Test.java:36) 
32507 in 15ms using ArrayList 
100000 in 16ms using SynchronizedRandomAccessList 
100000 in 3073ms using CopyOnWriteArrayList 

正如你所看到的，與Vector它正常完成並返回100000，這是預期的大小後添加10個並行線程中的10000個值。

隨着ArrayList你看到兩個不同的故障：

• 三線程中調用add()死與ArrayIndexOutOfBoundsException。
• 即使三個失敗的線程立即死亡，在添加任何東西之前，其他7個線程仍應該每個都添加10000個值，總計值爲70000，但該列表僅包含32507值，因此獲得的很多附加值丟失。

第三個測試，使用Collections.synchronizedList()，就像Vector一樣工作。

第四個測試，使用併發CopyOnWriteArrayList，也會產生正確的結果，但由於過度複製，速度會更慢。但是，如果列表較小並且變化很少，但它會比同步訪問更快，但是經常讀取。
如果您需要迭代列表，這是非常好的，因爲即使Vector和synchronizedList()將與ConcurrentModificationException一起失敗，如果迭代時修改列表，而CopyOnWriteArrayList將迭代列表的快照。

---

出於好奇，我查了一些Deque實現過：

test(new ArrayDeque<>()); 
test(new ConcurrentLinkedDeque<>()); 
test(new LinkedBlockingDeque<>()); 

樣本輸出

34295 in 0ms using ArrayDeque 
100000 in 15ms using ConcurrentLinkedDeque 
100000 in 16ms using LinkedBlockingDeque 

正如你所看到的，不同步ArrayDeque顯示 「貶值」症狀，儘管它不會失敗並帶有例外。

兩個併發的實現，ConcurrentLinkedDeque和LinkedBlockingDeque，工作良好且快速。

Answer 2

即使你簡單的程序，你可以表明ArrayList不使更多的循環迭代線程安全（10可能還不夠），並減少其他代碼減緩操作上ArrayList，特別是IO代碼，如System.out。

我通過刪除Random和System.out調用修改了您的原始代碼。我在循環結尾添加了一個單獨的System.out.println，以顯示可能的成功終止。

但是，這段代碼並沒有完全運行。相反，它會引發異常。

Exception in thread "Thread-1" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: ... 

重要的是要學習這一點，即使類似的代碼可能不會遇到線程安全問題，如果時機不正確。這說明了爲什麼線程相關的錯誤很難找到，並且在實際崩潰程序之前可能潛伏在代碼中很長時間。

下面是修改代碼：

import java.util.*; 

public class ArrayDemo implements Runnable { 

    private static ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>(); 

    int j = 0; 
    public void run() { 
     while (j < 10000) { 
      al.add(new Integer(1)); 
      j++; 
     } 
     System.out.println("Array size: " + al.size()); 
    } 

    public static void main(String[] args) { 
     ArrayDemo ad = new ArrayDemo(); 
     Thread t = new Thread(ad); 
     Thread t1 = new Thread(ad); 
     t.start(); 
     t1.start(); 
    } 

}