Collections.synchronizedX() 与 ConcurrentX：到底该用谁？（避免死磕死锁）

开篇语

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前言

哎，你是不是也碰到过这种情况？
刚接手的项目里，代码一堆Collections.synchronizedList()，还以为挺安全的，结果在并发量高的时候，性能直接掉进了“黑洞”。
于是，你开始考虑换个更牛逼的工具——Concurrent Collections，但是这俩是啥关系呢？它们到底各自有啥“秘密武器”？
今天就让咱们深入剖析这两种并发集合工具，看看它们到底有什么区别，什么时候使用合适，别再“踩坑”了！

一、Collections.synchronizedX() 简介：传统方式的“锁”策略

什么是 Collections.synchronizedX()？

Collections.synchronizedX() 是 Java 提供的对集合类进行同步包装的工具方法，它是通过内部加锁来保证并发环境下的线程安全。

用法示例：

List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

工作原理：

• 它使用同步锁来保证线程安全，每次对集合的操作（比如add()、remove()等）都会加锁。
• 由于同步机制是通过synchronized实现的，所以只有一个线程可以访问集合，其他线程必须排队等待。

示例代码：

List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

synchronizedList.add("Hello");
synchronizedList.add("World");

synchronized (synchronizedList) {
    // 需要手动加锁遍历
    for (String item : synchronizedList) {
        System.out.println(item);
    }
}

关键点：

• synchronizedX() 本质上是使用 内部锁 来保证集合的线程安全性。
• 它在多线程环境下保证了可见性和互斥性，但性能较差，因为锁会导致线程阻塞。

二、ConcurrentX：高性能并发集合工具

什么是 ConcurrentX？

ConcurrentX 是 Java 5 引入的一系列并发集合类，旨在提升并发操作时的性能，并且提供比传统锁更为细粒度的并发控制。通过不同的设计策略，避免了Collections.synchronizedX()的高性能开销。

常见的ConcurrentX集合类有：

• ConcurrentHashMap
• CopyOnWriteArrayList
• BlockingQueue

工作原理：

• ConcurrentX 中的集合类不直接使用synchronized关键字，而是通过 分段锁、CAS操作、无锁设计等技术实现更高效的并发控制。
• ConcurrentHashMap 就是一个典型的例子，它使用了分段锁（Segment Lock）技术，将锁粒度从整个Map细化到每个段，因此可以支持更高效的并发操作。

ConcurrentHashMap 示例：

ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("A", 1);
map.put("B", 2);
System.out.println(map.get("A"));

关键点：

• ConcurrentX 提供了更细粒度的锁控制，能最大化支持高并发访问。
• 通过精细的控制策略，能够避免Collections.synchronizedX()中的性能瓶颈，尤其在高并发场景下，性能表现更加优秀。

三、Collections.synchronizedX() 与 ConcurrentX 的区别

特性	Collections.synchronizedX()	ConcurrentX
线程安全性	通过synchronized加锁	通过细粒度锁、CAS等技术
性能	由于锁粒度较粗，性能较低	高并发时性能优秀（低锁竞争）
设计	基于传统锁机制，同步整个集合	基于无锁或分段锁机制，细化锁粒度
使用场景	适用于小规模并发操作，或者并发量较低时	适用于高并发、低延迟要求的场景
接口兼容性	与List、Set、Map兼容	提供了更多针对并发场景的集合类型，如BlockingQueue、ConcurrentMap
操作简便性	直接调用Collections.synchronizedX()，简单易用	需要选择对应的并发集合类，使用起来稍微复杂

四、什么时候使用 Collections.synchronizedX()？什么时候使用 ConcurrentX？

1. Collections.synchronizedX() 的使用场景

• 小规模并发场景：当系统中并发量不高，且对性能没有苛刻要求时，Collections.synchronizedX() 是一个简单的选择。它通过传统的加锁方式，保证了线程安全。
• 兼容传统集合：如果你的代码需要使用常规的集合（如 List、Set、Map），并且不想引入额外的并发集合类，可以使用 Collections.synchronizedX() 来包裹集合类，轻松实现线程安全。
• 简单任务：如果只是偶尔对集合进行操作，Collections.synchronizedX() 也足够满足需求。

2. ConcurrentX 的使用场景

• 高并发系统：当你面对高并发需求时，ConcurrentX 提供了更高效的并发控制。例如，ConcurrentHashMap 和 CopyOnWriteArrayList 都是为高并发设计的，支持细粒度的锁和无锁操作，避免了性能瓶颈。
• 性能敏感的应用：如果你的应用要求高吞吐量且对延迟敏感，ConcurrentX 提供了更好的选择。
• 生产级系统：对于涉及高频次、长时间运行的系统（例如分布式缓存、在线电商），ConcurrentX 更加适合这些大规模并发场景。

五、代码示例：对比使用

Collections.synchronizedList 示例：

List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
list.add("Hello");
list.add("World");

synchronized (list) {
    // 遍历时需要手动加锁
    for (String item : list) {
        System.out.println(item);
    }
}

ConcurrentLinkedQueue 示例（高并发场景）：

ConcurrentLinkedQueue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
queue.offer("Hello");
queue.offer("World");

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

六、总结：谁才是你“并发编程”的真命天子？

• 如果你的应用在高并发环境下频繁访问集合，而性能又是首要考虑，那么你绝对应该选择 ConcurrentX 系列集合，例如 ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList 等，它们的设计原则和技术保证了更高的并发吞吐量，尤其适用于大规模高并发的生产环境。

  

• 如果你的应用并发操作较少，且没有对性能的极致要求，或者只是想用简单的方式实现集合的线程安全，Collections.synchronizedX() 就能满足你的需求，但要记得，性能上没有 ConcurrentX 来得那么“霸气”！

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文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

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