Java并发 – 并发容器类

多线程环境下，不安全的容器有哪些？为什么？

（1）List

publicvoidtest1(){List<String> list=newArrayList<>();for(int i=0; i<10; i++){newThread(()->{             list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));System.out.println(list);},"线程"+ i).start();}}

运行后可能会抛出如下异常信息，专业术语叫做并发修改异常(java.util.ConcurrentModificationException)。此外，请注意ArrayList是不允许遍历时进行元素删除操作的。

[f5ae9, d9668, 3ee12, 0ded7] [f5ae9, d9668, 3ee12, 0ded7, 5a90e, 361b6, 0f49a] [f5ae9, d9668, 3ee12, 0ded7, 5a90e, 361b6] [f5ae9, d9668, 3ee12, 0ded7, 5a90e] [f5ae9, d9668, 3ee12, 0ded7, 5a90e, 361b6, 0f49a, a338e, aba8e, d8b70] [f5ae9, d9668, 3ee12, 0ded7, 5a90e, 361b6, 0f49a, a338e, aba8e] [f5ae9, d9668, 3ee12, 0ded7, 5a90e, 361b6, 0f49a, a338e] Exception in thread "线程1" Exception in thread "线程0" Exception in thread "线程3" java.util.ConcurrentModificationException 	at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:909) 	at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:859) 	at java.util.AbstractCollection.toString(AbstractCollection.java:461) 	at java.lang.String.valueOf(String.java:2994) 	at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:821) 	at cn.com.newdoone.test.UnSafeCollectionTest.lambda$test1$0(UnSafeCollectionTest.java:22) 	at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

解决方案

方案一：使用 Vector，Vector的add方法比List 多了synchronized 关键字

List<String> list=newVector<>();

方案二：使用 Collections.synchronized 转换为安全集合

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

方案三：使用 CopyOnWriteArrayList 。CopyOnWriteArrayList 采用的是 ReentrantLock 锁，这种方法叫做写入时复制，COW设计思想，计算机设计领域的一种优化策略。类似于读写锁中的写锁，读写分离，每个线程都能读，但写入数据的时候必须依次有序进行，避免写入覆盖，造成数据不一致的问题。

List<String> list=newCopyOnWriteArrayList<>();

总结

解决List的线程安全问题，采用 CopyWriteArrayList 解决。由于Vector采用的 synchronized 关键字，只要是有同步锁，那么性能肯定低下。

原理

CopyWriteArrayList 容器是即写时复制的容器，和ArrayList相比，优点是并发安全，缺点有两个：

• 多了内存的占用，写数据是copy一份完整的数据，单独进行操作，双份内存。

• 存在脏读的情况，数据写完之后，其它线程不一定是马上读到最新内容。

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（2）set

publicvoidtest2(){Set<String> set=newHashSet<>();for(int i=0; i<10; i++){newThread(()->{             set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));System.out.println(set);},"线程"+ i).start();}}

运行后抛出ConcurrentModificationException并发修改异常

解决方案

方案一：使用 HashTable。

方案二：使用 Collections.synchronized 。

方案三：使用 CopyOnWriteArraySet。

HashSet 的底层就是一个 HashMap，HashSet 的 add 方法实际上是去调用的 HashMap 的put方法，在HashMap 的 put 方法中，如果存入一个不重复的 key ，那么返回值为null，如果存入的key重复了，则返回上一个key对应的value值，所以在 HashSet 中判断 key 是否重复了，只需要判断HashMap的put方法的返回值是否为null。

publicHashSet(){     map=newHashMap<>();}// HashSet的add方法，不允许key重复的原因publicbooleanadd(E e){return map.put(e, PRESENT)==null;}

（3）Map

publicstaticvoidmain(String[] args){Map<String,Object> map=newHashMap<String,Object>(16,0.75f);for(int i=0; i<30; i++){newThread(()->{             map.put(Thread.currentThread().getName(), UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));System.out.println(map);},"线程"+ i).start();}}

运行后抛出ConcurrentModificationException并发修改异常。

解决方案

方案一：使用 Collections.synchronized 转换为安全Map

Map<String,Object> map=Collections.synchronizedMap(newHashMap<>(16,0.75f));

方案二：使用 ConcurrentHashMap

Map<String,Object> map=newConcurrentHashMap<>();