java - ArrayList 与 Vector - 这是否说明了同步方面的差异？

Question

我试图了解 ArrayList 和 Vector 的行为差异。以下片段是否以任何方式说明了同步的差异？ ArrayList (f1) 的输出是不可预测的，而 Vector (f2) 的输出是可预测的。我认为 f2 具有可预测的输出可能只是运气，因为稍微修改 f2 以使线程 hibernate 甚至 ms (f3) 会导致空 vector !是什么原因造成的？

public class D implements Runnable {
   ArrayList<Integer> al;
   Vector<Integer> vl;

   public D(ArrayList al_, Vector vl_) {
      al = al_;
      vl = vl_;
   }

   public void run() {
      if (al.size() < 20)
         f1();
      else
         f2();
   } // 1

   public void f1() {
      if (al.size() == 0)
         al.add(0);
      else
         al.add(al.get(al.size() - 1) + 1);
   }

   public void f2() {
      if (vl.size() == 0)
         vl.add(0);
      else
         vl.add(vl.get(vl.size() - 1) + 1);
   }

   public void f3() {
      if (vl.size() == 0) {
         try {
            Thread.sleep(1);
            vl.add(0);
         } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
         }
      } else {
         vl.add(vl.get(vl.size() - 1) + 1);
      }
   }

   public static void main(String... args) {
      Vector<Integer> vl = new Vector<Integer>(20);
      ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>(20);
      for (int i = 1; i < 40; i++) {
         new Thread(new D(al, vl), Integer.toString(i)).start();
      }
   }
}

Answer 1

回答这个问题:是的， vector 是同步的，这意味着对数据结构本身的并发操作不会导致意外行为(例如 NullPointerExceptions 或其他)。因此，像 size() 这样的调用在并发情况下使用 Vector 是完全安全的，但使用 ArrayList 则不然(注意是否只有读访问ArrayLists 也是安全的，只要至少有一个线程写入数据结构，我们就会遇到问题，例如添加/删除)

问题是，这种低级同步基本上完全没有用，您的代码已经证明了这一点。

if (al.size() == 0)
   al.add(0);
else
   al.add(al.get(al.size() - 1) + 1);

你在这里想要的是根据当前大小向你的数据结构添加一个数字(即如果 N 个线程执行它，最后我们希望列表包含数字 [0..N) )。遗憾的是，这不起作用:

假设 2 个线程在空列表/vector 上同时执行此代码示例。以下时间表很有可能:

T1: size() # go to true branch of if
T2: size() # alas we again take the true branch.
T1: add(0)
T2: add(0) # ouch

两者都执行 size() 并取回值 0。然后它们进入真正的分支，并将 0 添加到数据结构中。这不是您想要的。

因此，您必须以任何方式同步您的业务逻辑，以确保 size() 和 add() 以原子方式执行。因此，vector 的同步几乎在任何情况下都毫无用处(与现代 JVM 的一些说法相反，无竞争锁对性能的影响完全可以忽略不计，但 Collections API 更好，所以为什么不使用它)