java中SynchronizedList和Vector的區(qū)別詳解

前言

Vector是java.util包中的一個(gè)類。 SynchronizedList是java.util.Collections中的一個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類。

在多線程的場(chǎng)景中可以直接使用Vector類，也可以使用Collections.synchronizedList(List list)方法來返回一個(gè)線程安全的List。

那么，到底SynchronizedList和Vector有沒有區(qū)別，為什么java api要提供這兩種線程安全的List的實(shí)現(xiàn)方式呢？

首先，我們知道Vector和Arraylist都是List的子類，他們底層的實(shí)現(xiàn)都是一樣的。所以這里比較如下兩個(gè)list1和list2的區(qū)別：

List<String> list = new ArrayList<String>();
List list2 = Collections.synchronizedList(list);
Vector<String> list1 = new Vector<String>();

一、比較幾個(gè)重要的方法

1.1 add方法

Vector的實(shí)現(xiàn)：

public void add(int index, E element) {
insertElementAt(element, index);
}
public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
modCount++;
if (index > elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
+ " > " + elementCount);
}
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
elementData[index] = obj;
elementCount++;
}
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}

synchronizedList的實(shí)現(xiàn)：

public void add(int index, E element) {
synchronized (mutex) {
list.add(index, element);
}
}

這里，使用同步代碼塊的方式調(diào)用ArrayList的add()方法。ArrayList的add方法內(nèi)容如下：

public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
private void rangeCheckForAdd(int index) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

從上面兩段代碼中發(fā)現(xiàn)有兩處不同：

1. Vector使用同步方法實(shí)現(xiàn)，synchronizedList使用同步代碼塊實(shí)現(xiàn)。
2. 兩者的擴(kuò)充數(shù)組容量方式不一樣（兩者的add方法在擴(kuò)容方面的差別也就是ArrayList和Vector的差別。）

1.2 remove方法

synchronizedList的實(shí)現(xiàn)：

public E remove(int index) {
synchronized (mutex) {return list.remove(index);}
}

ArrayList類的remove方法內(nèi)容如下：

public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}

Vector的實(shí)現(xiàn)：

public synchronized E remove(int index) {
modCount++;
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = elementCount - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work
return oldValue;
}

從remove方法中我們發(fā)現(xiàn)除了一個(gè)使用同步方法，一個(gè)使用同步代碼塊之外幾乎無任何區(qū)別。

通過比較其他方法，我們發(fā)現(xiàn)，SynchronizedList里面實(shí)現(xiàn)的方法幾乎都是使用同步代碼塊包上List的方法。如果該List是ArrayList,那么，SynchronizedList和Vector的一個(gè)比較明顯區(qū)別就是一個(gè)使用了同步代碼塊，一個(gè)使用了同步方法。

二、區(qū)別分析

數(shù)據(jù)增長(zhǎng)區(qū)別

從內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制來講ArrayList和Vector都是使用數(shù)組(Array)來控制集合中的對(duì)象。當(dāng)你向這兩種類型中增加元素的時(shí)候，如果元素的數(shù)目超出了內(nèi)部數(shù)組目前的長(zhǎng)度它們都需要擴(kuò)展內(nèi)部數(shù)組的長(zhǎng)度，Vector缺省情況下自動(dòng)增長(zhǎng)原來一倍的數(shù)組長(zhǎng)度，ArrayList是原來的50%,所以最后你獲得的這個(gè)集合所占的空間總是比你實(shí)際需要的要大。所以如果你要在集合中保存大量的數(shù)據(jù)那么使用Vector有一些優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槟憧梢酝ㄟ^設(shè)置集合的初始化大小來避免不必要的資源開銷。

同步代碼塊和同步方法的區(qū)別

1. 同步代碼塊在鎖定的范圍上可能比同步方法要小，一般來說鎖的范圍大小和性能是成反比的。
2. 同步塊可以更加精確的控制鎖的作用域（鎖的作用域就是從鎖被獲取到其被釋放的時(shí)間），同步方法的鎖的作用域就是整個(gè)方法。
3. 靜態(tài)代碼塊可以選擇對(duì)哪個(gè)對(duì)象加鎖，但是靜態(tài)方法只能給this對(duì)象加鎖。

因?yàn)镾ynchronizedList只是使用同步代碼塊包裹了ArrayList的方法，而ArrayList和Vector中同名方法的方法體內(nèi)容并無太大差異，所以在鎖定范圍和鎖的作用域上兩者并無卻別。 在鎖定的對(duì)象區(qū)別上，SynchronizedList的同步代碼塊鎖定的是mutex對(duì)象，Vector鎖定的是this對(duì)象。那么mutex對(duì)象又是什么呢？ 其實(shí)SynchronizedList有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)可以傳入一個(gè)Object,如果在調(diào)用的時(shí)候顯示的傳入一個(gè)對(duì)象，那么鎖定的就是用戶傳入的對(duì)象。如果沒有指定，那么鎖定的也是this對(duì)象。

所以，SynchronizedList和Vector的區(qū)別目前為止有兩點(diǎn)：

1. 如果使用add方法，那么他們的擴(kuò)容機(jī)制不一樣。
2. SynchronizedList可以指定鎖定的對(duì)象。

但是，凡事都有但是。 SynchronizedList中實(shí)現(xiàn)的類并沒有都使用synchronized同步代碼塊。其中有l(wèi)istIterator和listIterator(int index)并沒有做同步處理。但是Vector卻對(duì)該方法加了方法鎖。 所以說，在使用SynchronizedList進(jìn)行遍歷的時(shí)候要手動(dòng)加鎖。

但是，但是之后還有但是。

之前的比較都是基于我們將ArrayList轉(zhuǎn)成SynchronizedList。那么如果我們想把LinkedList變成線程安全的，或者說我想要方便在中間插入和刪除的同步的鏈表，那么我可以將已有的LinkedList直接轉(zhuǎn)成 SynchronizedList，而不用改變他的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。而這一點(diǎn)是Vector無法做到的，因?yàn)樗牡讓咏Y(jié)構(gòu)就是使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)是無法更改的。

所以，最后，SynchronizedList和Vector最主要的區(qū)別：

1.  SynchronizedList有很好的擴(kuò)展和兼容功能。他可以將所有的List的子類轉(zhuǎn)成線程安全的類。
2.  使用SynchronizedList的時(shí)候，進(jìn)行遍歷時(shí)要手動(dòng)進(jìn)行同步處理。
3. SynchronizedList可以指定鎖定的對(duì)象。

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