首页 > 编程语言 >java中哪些集合类是安全的,哪些是不安全的?

java中哪些集合类是安全的,哪些是不安全的?

时间:2024-08-26 10:24:41浏览次数:14  
标签:同步 java HashMap 哪些 ArrayList 元素 安全 线程

在 Java 中,有一些集合类是线程安全的,主要包括以下几种:

Vector:

Vector 是 ArrayList 的线程安全版本,它使用同步方法来确保线程安全。当对 Vector 进行操作时,需要使用 synchronized 关键字来同步访问。

Hashtable:

Hashtable 是 HashMap 的线程安全版本,它使用同步方法来确保线程安全。当对 Hashtable 进行操作时,需要使用 synchronized 关键字来同步访问。

Collections.synchronizedList():

Collections.synchronizedList() 方法可以将一个普通的 List 转换为线程安全的 List。它使用 synchronized 关键字来同步访问。

Collections.synchronizedSet():

Collections.synchronizedSet() 方法可以将一个普通的 Set 转换为线程安全的 Set。它使用 synchronized 关键字来同步访问。

Collections.synchronizedMap():

Collections.synchronizedMap() 方法可以将一个普通的 Map 转换为线程安全的 Map。它使用 synchronized 关键字来同步访问。

ConcurrentHashMap:

ConcurrentHashMap 是 Java 并发集合库中提供的一个线程安全的 HashMap 实现。它使用分段锁来确保线程安全,从而提高了并发性能。

以下是一些不安全的集合类:

ArrayList:

ArrayList 不是线程安全的,主要是因为它在设计时并没有考虑到多线程环境下的并发访问。以下是一些底层原因:

1. **缺乏同步机制**: ArrayList 的方法(如 addremoveget 等)没有内置的同步控制。这意味着,当多个线程同时访问和修改同一个 ArrayList 实例时,可能会导致数据不一致或出现异常。

2. **动态数组的实现**: ArrayList 是基于动态数组实现的。当数组的容量满时,它会创建一个新的更大的数组并将旧数组的元素复制过去。如果在这个过程中有其他线程同时对 ArrayList 进行写操作,可能会导致数组的状态不一致,比如数组的长度和内容不同步。

HashMap:

HashMap 不是线程安全的原因主要与其内部结构和操作机制有关。以下是从底层解释的几个关键点:

1. **数据结构**:HashMap 是基于数组和链表(或红黑树)实现的。当多个线程同时对 HashMap 进行读写操作时,可能会导致数据结构的状态不一致。例如,当一个线程在扩容(rehash)时,另一个线程可能正在读取或写入数据,这会导致读取到不完整或错误的数据。

2. **扩容机制**:HashMap 的容量是动态可扩展的。当元素数量超过负载因子(load factor)时,HashMap 会进行扩容,通常是将数组的大小翻倍。在扩容过程中,HashMap 会重新计算每个元素的哈希值并将其放入新的数组中。如果此时有其他线程正在对 HashMap 进行操作,可能会导致数据丢失或抛出异常。

3. **非原子操作**:HashMap 的 put 和 remove 等方法并不是原子操作。在执行这些操作时,可能会涉及多个步骤(如计算哈希值、查找位置、插入或删除元素等)。如果在这些步骤之间发生了线程切换,可能会导致数据不一致。

4. **缺乏同步机制**:HashMap 本身并没有内置的同步机制来保证线程安全。虽然可以通过外部同步(如使用 synchronized 关键字或 ReentrantLock )来实现线程安全,但这需要开发者手动管理。

LinkedList:

实现list接口,与ArrayList有相同的问题

HashSet:

底层数据结构是HashMap,所以也会产生类似情况。

TreeSet:

TreeSet 底层使用红黑树(Red-Black Tree)来存储元素。红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,它通过旋转和重新着色来保持树的平衡。在添加、删除或修改元素时,TreeSet 需要执行一系列的旋转和重新着色操作来保持树的平衡。

如果在多个线程同时对 TreeSet 进行这些操作,可能会导致以下问题:

数据不一致:如果两个线程同时修改 TreeSet,可能会导致树的结构被破坏,从而使得 TreeSet 失去其有序性。
竞态条件:如果两个线程同时尝试修改 TreeSet,可能会导致竞态条件,即一个线程的修改结果被另一个线程的修改覆盖。

LinkedHashSet:

LinkedHashSet 底层使用 HashSet 和 LinkedList 的组合来存储元素

HashSet 使用哈希表来存储元素,而 LinkedList 用于维护元素的插入顺序。在添加、删除或修改元素时,LinkedHashSet 需要同时修改 HashSet 和 LinkedList。

如果在多个线程同时对 LinkedHashSet 进行这些操作,可能会导致以下问题:

数据不一致:如果两个线程同时修改 LinkedHashSet,可能会导致 HashSet 和 LinkedList 的状态不一致,从而使得 LinkedHashSet 失去其有序性和唯一性。
竞态条件:如果两个线程同时尝试修改 LinkedHashSet,可能会导致竞态条件,即一个线程的修改结果被另一个线程的修改覆盖。

Queue:

Queue 接口在 Java 中定义了一组用于处理队列的抽象方法,包括添加元素、删除元素、获取元素等。Queue 接口本身并不是线程安全的,因为它没有使用任何同步机制来保护对队列的并发访问。

总之,在多线程环境下,如果需要使用集合类,应该选择线程安全的集合类,或者使用同步机制来确保线程安全。

标签:同步,java,HashMap,哪些,ArrayList,元素,安全,线程
From: https://blog.csdn.net/2301_80114420/article/details/141401025

相关文章

  • 【精选】数码论坛系统设计与实现(计算机毕业设计福利,计算机毕业设计参考,JAVA毕业设计)
    博主介绍:  ✌我是阿龙,一名专注于Java技术领域的程序员,全网拥有10W+粉丝。作为CSDN特邀作者、博客专家、新星计划导师,我在计算机毕业设计开发方面积累了丰富的经验。同时,我也是掘金、华为云、阿里云、InfoQ等平台的优质作者。通过长期分享和实战指导,我致力于帮助更多学生......
  • 无刷电机驱动技术有哪些技术难点?
    无刷电机驱动涉及多个技术难点,主要包括以下几个方面:1.位置检测与控制:无刷电机需要精确地检测转子位置以进行换相控制。常见的方法包括使用霍尔传感器或采用无传感器技术。无传感器控制在低速时尤其具有挑战性,因为反电动势信号较弱且容易受到噪声干扰。2.换相控制:换相时序......
  • 第四章:行为型模式(11种)《Java设计模式宝典:从入门到精通》
      在进入第四章之前,我为大家准备了设计模式专栏的快速访问链接,方便大家随时查阅:《Java设计模式宝典:从入门到精通》专栏目录地址,点击我即可快速访问到所有设计模式的章节,不漏掉一处学习的知识 [点赞]等会儿兄弟们,这篇文章的干货真的是满满的!......
  • Java | Leetcode Java题解之第374题猜数字大小
    题目:题解:publicclassSolutionextendsGuessGame{publicintguessNumber(intn){intleft=1,right=n;while(left<right){//循环直至区间左右端点相同intmid=left+(right-left)/2;//防止计算时溢出......
  • 企业参与制定行业标准有哪些好处,如何提高参与制定行业标准的成功率
    在经济全球化和市场竞争白热化的大背景下,行业标准已成为企业竞争的重要战场。企业制定行业标准,不再是一种选择,而是通向卓越的必由之路。那么,这条道路究竟能为企业带来哪些显著的好处?企业参与制定行业标准具有以下诸多好处:1.提升企业竞争力:能够使企业在行业中占据领先地位......
  • 如何评估跨网文件安全交换系统的安全性和可靠性?
    跨网文件安全交换系统是一种用于在不同网络环境之间安全、高效地传输文件的技术和系统,也许是同一个公司内部的不同隔离网,也许是需要跨组织跨地域的场景。在这种场景下,一般传输的都是一些敏感文件数据,所以对传输的安全性、可靠性、合规性等都会有较高的要求,需要确保在复杂的网络环......
  • Ftrans跨网文件安全交换系统:企业数据安全的守护者!
    近年来全球网络安全威胁态势的加速严峻,使得企业对于网络安全有了前所未有的关注高度。在严峻的安全态势之下,企业的网络安全体系建设正从“以合规为导向”转变到“以风险为导向”,从原来的“保护安全边界”转换到“保护核心数据资产”的思路上来。  网络隔离已成为很多企业首......
  • 车企如何实现安全高效的图文档发送,防泄密方案出炉!
    汽车行业是一个涉及多个领域的综合性行业,它不仅包括汽车的生产和销售,还涵盖了与之相关的服务和产业链上下游的各个环节。从20世纪50年代起步至今,中国汽车行业经历了从无到有、从小到大的转变,现已成为国民经济的重要支柱产业之一。车企设计研发部门、技术中心、采购部门、市场营......
  • 基于javaweb+jsp的鲜花商城系统
    基于javaweb+jsp的鲜花商城系统的设计与实现~开发语言:Java数据库:MySQL技术:Spring+SpringMVC+MyBatis+JSP工具:IDEA/Ecilpse、Navicat、Maven系统展示前台后台摘要  当下,正处于信息化的时代,许多行业顺应时代的变化,结合使用计算机技术向数字化、信息化建设迈......
  • Java核心API——io类
     程序的输入与输出我们先来认识一下什么时在程序中输入与输出输入是从外界到程序中的方向,是我们程序用于获取外界信息的过程,是"读"的过程 输出是从程序到外界的方法,是我们程序向外界发送信息的过程,是"写"的过程java.io.InputStream与OutputStream输入流与输出流这......