Java中各類集合（字符串類）的線程安全性！！！

Java中各類集合（字符串類）的線程安全性！！！

 

1、概念：

• 線程安全：就是當多線程訪問時，採用了加鎖的機制；即當一個線程訪問該類的某個數據時，會對這個數據進行保護，其餘線程不能對其訪問，直到該線程讀取完以後，其餘線程纔可使用。防止出現數據不一致或者數據被污染的狀況。
• 線程不安全：就是不提供數據訪問時的數據保護，多個線程可以同時操做某個數據，從而出現數據不一致或者數據污染的狀況。
• 對於線程不安全的問題，通常會使用synchronized關鍵字加鎖同步控制。
• 線程安全 工做原理： jvm中有一個main memory對象，每個線程也有本身的working memory，一個線程對於一個變量variable進行操做的時候， 都須要在本身的working memory裏建立一個copy,操做完以後再寫入main memory。 
  當多個線程操做同一個變量variable，就可能出現不可預知的結果。 
  而用synchronized的關鍵是創建一個監控monitor，這個monitor能夠是要修改的變量，也能夠是其餘本身認爲合適的對象(方法)，而後經過給這個monitor加鎖來實現線程安全，每一個線程在得到這個鎖以後，要執行完加載load到working memory 到 use && 指派assign 到 存儲store 再到 main memory的過程。纔會釋放它獲得的鎖。這樣就實現了所謂的線程安全。

 

2、線程安全(Thread-safe)的集合對象：

• Vector 
• HashTable
• StringBuffer

 

3、非線程安全的集合對象：

• ArrayList ：
• LinkedList：
• HashMap：
• HashSet：
• TreeMap：
• TreeSet：
• StringBulider：

 

4、相關集合對象比較：

• Vector、ArrayList、LinkedList： 
  一、Vector： 
  Vector與ArrayList同樣，也是經過數組實現的，不一樣的是它支持線程的同步，即某一時刻只有一個線程可以寫Vector，避免多線程同時寫而引發的不一致性，但實現同步須要很高的花費，所以，訪問它比訪問ArrayList慢。 
  二、ArrayList： 
  a. 當操做是在一列數據的後面添加數據而不是在前面或者中間，並須要隨機地訪問其中的元素時，使用ArrayList性能比較好。 
  b. ArrayList是最經常使用的List實現類，內部是經過數組實現的，它容許對元素進行快速隨機訪問。數組的缺點是每一個元素之間不能有間隔，當數組大小不知足時須要增長存儲能力，就要講已經有數組的數據複製到新的存儲空間中。當從ArrayList的中間位置插入或者刪除元素時，須要對數組進行復制、移動、代價比較高。所以，它適合隨機查找和遍歷，不適合插入和刪除。 
  三、LinkedList： 
  a. 當對一列數據的前面或者中間執行添加或者刪除操做時，而且按照順序訪問其中的元素時，要使用LinkedList。 
  b. LinkedList是用鏈表結構存儲數據的，很適合數據的動態插入和刪除，隨機訪問和遍歷速度比較慢。另外，他還提供了List接口中沒有定義的方法，專門用於操做表頭和表尾元素，能夠看成堆棧、隊列和雙向隊列使用。

　　  Vector和ArrayList在使用上很是類似，均可以用來表示一組數量可變的對象應用的集合，而且能夠隨機的訪問其中的元素。

 

• HashTable、HashMap、HashSet： 
  HashTable和HashMap採用的存儲機制是同樣的，不一樣的是： 
  一、HashMap： 
  a. 採用數組方式存儲key-value構成的Entry對象，無容量限制； 
  b. 基於key hash查找Entry對象存放到數組的位置，對於hash衝突採用鏈表的方式去解決； 
  c. 在插入元素時，可能會擴大數組的容量，在擴大容量時需要從新計算hash，並複製對象到新的數組中； 
  d. 是非線程安全的； 
  e. 遍歷使用的是Iterator迭代器；

  二、HashTable： 
  a. 是線程安全的； 
  b. 不管是key仍是value都不容許有null值的存在；在HashTable中調用Put方法時，若是key爲null，直接拋出NullPointerException異常； 
  c. 遍歷使用的是Enumeration列舉；

  三、HashSet： 
  a. 基於HashMap實現，無容量限制； 
  b. 是非線程安全的； 
  c. 不保證數據的有序；

 

• TreeSet、TreeMap： 
  TreeSet和TreeMap都是徹底基於Map來實現的，而且都不支持get(index)來獲取指定位置的元素，須要遍從來獲取。另外，TreeSet還提供了一些排序方面的支持，例如傳入Comparator實現、descendingSet以及descendingIterator等。 
  一、TreeSet： 
  a. 基於TreeMap實現的，支持排序； 
  b. 是非線程安全的；

  二、TreeMap： 
  a. 典型的基於紅黑樹的Map實現，所以它要求必定要有key比較的方法，要麼傳入Comparator比較器實現，要麼key對象實現Comparator接口； 
  b. 是非線程安全的；

 

• StringBuffer和StringBulider： 
  StringBuilder與StringBuffer都繼承自AbstractStringBuilder類，在AbstractStringBuilder中也是使用字符數組保存字符串。

　　  一、在執行速度方面的比較：StringBuilder > StringBuffer ； 
　　  二、他們都是字符串變量，是可改變的對象，每當咱們用它們對字符串作操做時，其實是在一個對象上操做的，不像String同樣建立一些對象進行操做，因此速度快； 
　  　三、 StringBuilder：線程非安全的； 
　　  四、StringBuffer：線程安全的； 

　 
　　對於String、StringBuffer和StringBulider三者使用的總結： 
　　 1.若是要操做少許的數據用 = String 
　 　2.單線程操做字符串緩衝區 下操做大量數據 = StringBuilder 
　　 3.多線程操做字符串緩衝區 下操做大量數據 = StringBuffer