在多线程环境下，List 作为一种常用的集合类，如果没有正确的线程安全保障，可能会导致并发访问时出现数据一致性问题。Java 提供了几种实现线程安全的 List，适用于不同的场景和需求。在本文中，我们将介绍几种常用的线程安全 List 实现，帮助你选择合适的解决方案。
1. CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList 是 java.util.concurrent 包中的一个线程安全的 List 实现。它通过在每次修改时创建一个新的副本来实现线程安全。这意味着每当有元素添加、删除或修改时，都会复制整个底层数组。
适用场景：
- 读多写少的场景。例如，缓存、事件监听等。
- 写操作较少，能够接受较大的性能开销。
特点：
- 读取操作不加锁，性能非常高。
- 写操作每次都创建副本，性能开销较大。
- 线程安全，不会抛出
ConcurrentModificationException。
示例代码：
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
for (Integer i : list) {
System.out.println(i);
}
2. Collections.synchronizedList()
Collections.synchronizedList() 是一种通过包装现有 List 实现来确保线程安全的方式。它会为所有方法加锁，确保每个操作的原子性。
适用场景：
- 需要将现有的
List转换为线程安全的版本。 - 写操作较频繁，但对性能要求不极端高。
特点：
- 通过对所有方法加锁来确保线程安全。
- 需要在遍历
List时手动同步，否则可能会出现并发问题。
示例代码：
import java.util.*;
List<Integer> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
// 在遍历时需要显式同步
synchronized (list) {
for (Integer i : list) {
System.out.println(i);
}
}
3. Vector
Vector 是 Java 中早期的线程安全 List 实现，它通过同步方法来保证线程安全。Vector 会锁住整个对象以确保多线程环境中的正确性。虽然它是线程安全的，但由于其同步机制，性能往往较差。
适用场景：
- 需要兼容旧版代码或框架时。
- 在某些特殊场景下，如果要使用同步操作的集合。
特点：
- 线程安全，通过同步方法保证。
- 性能较差，因为每个操作都要加锁。
- 现在通常不推荐使用，因为
CopyOnWriteArrayList提供了更好的性能。
示例代码：
import java.util.*;
List<Integer> list = new Vector<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
for (Integer i : list) {
System.out.println(i);
}
总结：如何选择线程安全的 List
CopyOnWriteArrayList：适用于读取频繁、修改少的场景。它能够提供最好的读取性能，但每次修改时需要复制整个数组，因此性能开销较大。Collections.synchronizedList()：适合将现有的List转换为线程安全的版本。它通过对所有方法加锁来确保线程安全，但遍历时需要显式同步，以避免并发问题。Vector：是历史遗留的线程安全List实现。虽然它可以保证线程安全，但由于同步机制，它的性能较差。在现代 Java 开发中，一般不推荐使用Vector，而更倾向于使用CopyOnWriteArrayList或Collections.synchronizedList()。
性能考虑
在多线程环境下，线程安全的集合类虽然可以确保正确性，但也会带来性能开销。在选择合适的线程安全 List 实现时，我们需要综合考虑以下因素：
- 读取频繁，写入少：优先选择
CopyOnWriteArrayList。 - 需要兼容现有代码：使用
Collections.synchronizedList()。 - 性能要求较高，且不需要过度同步：尽量避免使用
Vector。
通过选择合适的线程安全 List 实现，我们可以在保证线程安全的同时，最大限度地提升应用程序的性能。