一个看似线程安全的示例

在《java并发编程实战》第四章4.4.1节给出了一个程序示例：

 

@NotThreadSafe
class BadListHelper <E> {
    public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());

    public synchronized boolean putIfAbsent(E x) {
        boolean absent = !list.contains(x);
        if (absent)
            list.add(x);
        return absent;
    }
}

 

  这个示例希望实现的功能是为List提供一个原子操作：若没有则添加。因为ArrayList本身不是线程安全的，所以通过集合Collections.synchronizedList将其转换为一个线程安全的类，然后通过一个辅助的方法来为List实现这么个功能。初看起来这个方法没问题，因为也添加了synchronized关键字实现加锁了。

 

但是仔细分析，你会发现问题。首先对于synchronized关键字，需要说明的是，它是基于当前的对象来加锁的，上面的方法也可以这样写：

 

public boolean putIfAbsent(E x) {
	synchronized(this) {
		boolean absent = !list.contains(x);
		if (absent)
			list.add(x);
		return absent;
    }
}

 

  所以这里的锁其实是BadListHelper对象， 而可以肯定的是Collections.synchronizedList返回的线程安全的List内部使用的锁绝对不是BadListHelper的对象，所以BadListHelper中的putIfAbsent方法和线程安全的List使用的不是同一个锁，因此上面的这个加了synchronized关键字的方法依然不能实现线程安全性。

 

下面给出书中的另一种正确的实现：

 

 

@ThreadSafe
class GoodListHelper <E> {
    public List<E> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());

    public boolean putIfAbsent(E x) {
        synchronized (list) {
            boolean absent = !list.contains(x);
            if (absent)
                list.add(x);
            return absent;
        }
    }
}

 

  如果你要分析这个实现是否正确，你需要搞清楚Collections.synchronizedList返回的线程安全的List内部使用的锁是哪个对象，所以你得看看Collections.synchronizedList这个方法的源码了。该方法源码如下：

 

public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) {
	return (list instanceof RandomAccess ?
                new SynchronizedRandomAccessList<T>(list) :
                new SynchronizedList<T>(list));
    }

 

 

通过源码，我们还需要知道ArrayList是否实现了RandomAccess接口：

 

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

 

  查看ArrayList的源码，可以看到它实现了RandomAccess，所以上面的synchronizedList放回的应该是SynchronizedRandomAccessList的实例。接下来看看SynchronizedRandomAccessList这个类的实现：

 

 

static class SynchronizedRandomAccessList<E>
	extends SynchronizedList<E>
	implements RandomAccess {

        SynchronizedRandomAccessList(List<E> list) {
            super(list);
        }

	SynchronizedRandomAccessList(List<E> list, Object mutex) {
            super(list, mutex);
        }

	public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
	    synchronized(mutex) {
                return new SynchronizedRandomAccessList<E>(
                    list.subList(fromIndex, toIndex), mutex);
            }
        }

        static final long serialVersionUID = 1530674583602358482L;

        /**
         * Allows instances to be deserialized in pre-1.4 JREs (which do
         * not have SynchronizedRandomAccessList).  SynchronizedList has
         * a readResolve method that inverts this transformation upon
         * deserialization.
         */
        private Object writeReplace() {
            return new SynchronizedList<E>(list);
        }
    }

 

因为SynchronizedRandomAccessList这个类继承自SynchronizedList，而大部分方法都在SynchronizedList中实现了，所以源码中只包含了很少的方法，但是通过subList方法，我们可以看到这里使用的锁对象为mutex对象，而mutex是在SynchronizedCollection类中定义的，所以再看看SynchronizedCollection这个类中关于mutex的定义部分源码：

static class SynchronizedCollection<E> implements Collection<E>, Serializable {
	// use serialVersionUID from JDK 1.2.2 for interoperability
	private static final long serialVersionUID = 3053995032091335093L;

	final Collection<E> c;  // Backing Collection
	final Object mutex;     // Object on which to synchronize

	SynchronizedCollection(Collection<E> c) {
            if (c==null)
                throw new NullPointerException();
	    this.c = c;
            mutex = this;
        }
	SynchronizedCollection(Collection<E> c, Object mutex) {
	    this.c = c;
            this.mutex = mutex;
        }
}

  可以看到mutex就是当前的SynchronizedCollection对象，而SynchronizedRandomAccessList继承自SynchronizedList，SynchronizedList又继承自SynchronizedCollection，所以SynchronizedRandomAccessList中的mutex也就是SynchronizedRandomAccessList的this对象。所以在GoodListHelper中使用的锁list对象，和SynchronizedRandomAccessList内部的锁是一致的，所以它可以实现线程安全性。

 

 

评论

1 楼 shanpao1234560 2016-09-07  

这个list不是静态的第一种情况下也会有线程安全的问题么，求指教