多线程开发中List的使用

由于ArrayList在多线程高并发情况下是不安全的，因此要慎用，那么此时如果涉及到集合操作，应该怎么选：

方案一：Vector:

特点：通过给所有方法都用 synchronized 修饰从而保证线程安全，

缺点：CopyOnWriteArrayList

• 高并发场景下性能较差（锁竞争严重）。

• 即使单线程环境也会因同步开销影响性能。

总结：不建议使用。

方案二：Collections.synchronizedList

特点：低并发读写，简单封装 ArrayList，所有方法加锁。

缺点：高并必情况下性能不如CopyOnWriteArrayList。

使用示例：

List<String> syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
// 复合操作仍需外部同步
synchronized (syncList) {if (!syncList.contains("value")) {syncList.add("value");}
}

方案三：CopyOnWriteArrayList

特点：

    1.读操作：无锁，直接访问底层数组；

            2.写操作：复制新数组，修改后替换旧数组（适合 读多写极少 的场景）。

缺点：

           1.写操作开销大（需复制数组）。

           2.数据一致性弱：读取的是某一时刻的快照，可能读到旧数据。

使用示例：

// 示例：事件监听器列表
private final List<Listener> listeners = new CopyOnWriteArrayList<>();

 拓展：

CopyOnwriteArrayList通过JUC包下的lock来实现线程间的同步的， 可实现了读读操作和读写操作不互斥。
它是怎么实现读写不互斥的呢？
在面临写操作的时候，CopyOnwriteArrayList会先复制原来的数组并且在新数组上进行修改，最后再将原数组覆盖。如果写操作过程中发生了线程切换。并且切换到读线程，因为此时数组并未发生覆盖，读操作读取的还是原数组。另外，数组定义private transient volatile Object[] array，其中采用volatile修饰，保证内存可见性，读取线程可以马上知道这个修改。也就是说当读写并发时读操作是在旧数组中读到的旧值(一致性弱)。

方案四：ConcurrentLinkedQueue

特点：

  1.高并发队列操作（如任务分发），基于 CAS 无锁实现。

      2.线程安全：多线程并发添加无需额外同步。

      3. 无阻塞：操作立即返回，不会因锁竞争导致线程挂起。

      4. 无容量限制：队列会动态扩展。

缺点：

        1.不支持随机访问（非 List 接口实现）。

        2.弱一致性：迭代器创建后，其他线程的修改可能不会立即反映到遍历中。

        3.不支持 remove() 操作：尝试通过迭代器删除元素会抛出 UnsupportedOperationException

使用示例：

public class Main {public static void main(String[] args) {ConcurrentLinkedQueue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();// 添加元素（推荐使用 offer）queue.offer("A"); // 返回 true 表示成功queue.add("B");   // 与 offer 等效// 读取并移除头部元素String head1 = queue.poll(); // 返回 "A"，队列变为 [B]System.out.println("Polled: " + head1);// 仅读取头部元素（不移除）String head2 = queue.peek(); // 返回 "B"，队列仍为 [B]System.out.println("Peeked: " + head2);// 队列为空时queue.poll();               // 移除 "B"，队列为空 []String head3 = queue.poll(); // 返回 nullSystem.out.println("Polled empty: " + head3);}
}

方案五：ConcurrentHashMap 

特点：可实现高性能随机访问，需要设置KEY.

方案对比：

开发推荐

现代开发中更推荐 CopyOnWriteArrayList？

• 无锁读取：适合多核 CPU 环境，避免线程阻塞。

• 代码简洁：无需手动同步，减少错误。

• 安全迭代：迭代器不会抛出 ConcurrentModificationException。

但需注意其 内存占用（写时复制会占用双倍空间）。