Vector 是线程安全的吗?

Posted by JackPeng on November 25, 2016

背景

大家应该经常被问到:Vector 与 ArrayList 的区别? 好多人一拍脑门就出:Vector 是线程安全的 (在任何情况下都是?)。。。

这样回答的原因应该是因为 Vector 的所有方法加上了 synchronized 关键字,从而保证访问 vector 的任何方法都必须获得对象的 intrinsic lock (或叫 monitor lock),也即,在vector内部内部内部,其所有方法不会被多线程所访问。

问题

但是以下代码呢?

if (!vector.contains(element)) 
vector.add(element); 
...
}

你还敢那么肯定的说出答案吗?

分析问题

这是经典的 put-if-absent 情况,尽管 contains, add 方法都正确地同步了,但作为 vector 之外的使用环境,仍然存在 race condition(锁竞争): 因为虽然条件判断contains与add都是原子性的操作 (atomic),但在 if 条件判断为真后,那个用来访问vector.contains 方法的锁已经释放,在即将的 vector.add 方法调用 之间有间隙,在多线程环境中,完全有可能被其他线程获得 vector的 lock 并改变其状态, 此时当前线程的vector.add(element); 正在等待(只不过我们不知道而已)。只有当其他线程释放了 vector 的 lock 后,vector.add(element); 继续,但此时它已经基于一个错误的假设了。

单个的方法 synchronized 了并不代表组合(compound)的方法调用具有原子性,使 compound actions 成为线程安全的可能解决办法之一还是离不开intrinsic lock (这个锁应该是 vector 的,但由 client 维护):

单个的方法 synchronized 了并不代表组合(compound)的方法调用具有原子性,使 compound actions 成为线程安全的可能解决办法之一还是离不开intrinsic lock (这个锁应该是 vector 的,但由 client 维护)

  / Vector v = ...
public  boolean putIfAbsent(E x) {
synchronized(v) { //注意此处的锁对象是vector实例和vector内部的锁对象一致
        boolean absent = !contains(x); 
        if (absent) { 
            add(x);
  } 
}
    return absent; 
}

结论

所以,正确地回答那个“愚蠢”的问题是: Vector 和 ArrayList 实现了同一接口 List, 但所有的 Vector 的方法都具有 synchronized 关键修饰。但对于复合操作,Vector 仍然需要进行同步处理。

这样做的后果,Vector 应该尽早地被废除,因为这样做本身没有解决多线程问题,反而,在引入了概念的混乱的同时,导致性能问题,因为 synchronized 的开销是巨大的:阻止编译器乱序,hint for 处理器寄存一/二级缓存。。。