在Java中，哪些List实现是线程安全的？

在 Java 中，默认的 List 实现类（如 ArrayList 和 LinkedList）不是线程安全的。如果在多线程环境中使用这些 List 实现类，需要显式地加锁或使用线程安全的替代方案。以下是线程安全的 List 实现：

1. 线程安全的 List 实现

1.1 Vector

• 线程安全性：Vector 是 List 的一个线程安全实现，其所有方法都使用 synchronized 进行同步。
• 缺点：
  • 由于每个方法都进行同步，性能较低。
  • Java 1.2 引入了更好的集合类（如 ArrayList），因此 Vector 已被逐渐淘汰，不推荐使用。

示例：

Vector<String> vector = new Vector<>();
vector.add("A");
vector.add("B");
System.out.println(vector); // 输出：[A, B]

1.2 CopyOnWriteArrayList

• 线程安全性：CopyOnWriteArrayList是 List的线程安全实现，适用于多线程环境。它使用了一种 “写时复制”的机制：
  • 读操作不会加锁，非常高效。
  • 写操作（如 add、set）会复制底层数组，因此写操作性能较低。
• 适用场景：
  • 读多写少的场景，例如配置管理或事件监听器列表。
  • 频繁迭代且迭代期间不需要实时反映修改。

示例：

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
list.add("A");
list.add("B");
System.out.println(list); // 输出：[A, B]

2. 非线程安全 List 的线程安全化

2.1 使用 Collections.synchronizedList()

• 作用：将非线程安全的 List 包装成线程安全的 List。
• 内部机制：synchronizedList 方法返回的 List 在每次访问时都会加锁，确保线程安全。
• 注意事项：
  • 如果需要遍历 synchronizedList，必须手动同步，以避免并发修改异常。

示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
list.add("A");
list.add("B");

synchronized (list) { // 遍历时必须手动同步
    for (String item : list) {
        System.out.println(item);
    }
}

3. 线程安全 List 的实现方式对比

4. 推荐使用的线程安全 List

选择建议：

1. 如果是读多写少的场景，推荐使用 CopyOnWriteArrayList。
2. 如果需要通用的线程安全 List，可以使用 Collections.synchronizedList()。
3. 不建议使用 Vector，因为它是过时的设计，性能不如现代的集合类。

5. 示例：多线程环境中使用线程安全 List

使用 CopyOnWriteArrayList：

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class ThreadSafeListExample {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

        // 添加数据
        list.add("A");
        list.add("B");

        // 启动多线程
        Thread t1 = new Thread(() -> list.add("C"));
        Thread t2 = new Thread(() -> System.out.println(list));

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

使用 Collections.synchronizedList：

import java.util.*;

public class ThreadSafeListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

        // 添加数据
        list.add("A");
        list.add("B");

        // 遍历时加锁
        synchronized (list) {
            for (String item : list) {
                System.out.println(item);
            }
        }
    }
}

6. 总结

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