在Java中如何实现线程安全的集合

使用Collections.synchronizedXxx包装类可将普通集合转为线程安全，但遍历时需手动加锁；推荐使用java.util.concurrent包中的ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等高性能并发集合；Vector和Hashtable因性能差已不推荐；自定义同步控制可用synchronized或Lock确保操作原子性；选择方案应根据读写频率与并发需求决定。

在Java中实现线程安全的集合有多种方式，核心目标是确保多个线程同时访问集合时不会出现数据不一致或并发修改异常。以下是几种常用且有效的方法。

使用 Collections.synchronizedXxx 包装类

Java 提供了 Collections.synchronizedList、synchronizedSet 和 synchronizedMap 等工具方法，可以将普通集合包装成线程安全的版本。

• List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
• Map map = Collections.synchronizedMap(new HashMap());

注意：虽然这些集合的方法是同步的，但在遍历时仍需手动加锁，否则可能抛出 ConcurrentModificationException。

synchronized (list) {
    for (String item : list) {
        System.out.println(item);
    }
}

使用 java.util.concurrent 包中的并发集合

更推荐使用 java.util.concurrent 包提供的高性能线程安全集合，它们采用更精细的并发控制机制，如分段锁或无锁算法。

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• ConcurrentHashMap：替代 synchronizedMap，支持高并发读写。
• CopyOnWriteArrayList：适用于读多写少的场景，写操作会复制整个数组。
• BlockingQueue 实现类（如 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue）：用于生产者-消费者模型。

ConcurrentHashMap concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>();
CopyOnWriteArrayList cowList = new CopyOnWriteArrayList<>();

使用同步容器类 Vector 和 Hashtable（不推荐）

Vector 和 Hashtable 是早期 Java 版本中的线程安全集合，所有方法都用 synchronized 修饰。

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• 性能较差，因为锁粒度大。
• 某些复合操作（如检查再插入）仍然需要额外同步。

建议用 ConcurrentHashMap 替代 Hashtable，用 CopyOnWriteArrayList 或同步包装的 ArrayList 替代 Vector。

自定义同步控制（使用 synchronized 或 Lock）

对于特殊需求，可以手动对集合操作加锁。

private final List list = new ArrayList<>();
private final Object lock = new Object();

public void add(String item) {
    synchronized (lock) {
        list.add(item);
    }
}

public void iterate() {
    synchronized (lock) {
        for (String item : list) {
            System.out.println(item);
        }
    }
}

这种方式灵活，但需注意避免死锁，并保证所有访问路径都受控。

基本上就这些。选择哪种方式取决于具体场景：高并发读写优先选 ConcurrentHashMap 或 CopyOnWriteArrayList；简单场景可用 synchronized 包装；避免使用 Vector 和 Hashtable。关键是保证所有操作都被正确同步。不复杂但容易忽略细节。