【JUC】三、集合的线程安全

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2024-02-18 09:51 77阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  1、ArrayList集合线程安全问题分析
 *  2、解决方式一：Vector或synchronizedList( )
 *  3、解决方式二：CopyOnWriteArrayList 写时复制
 *  4、HashSet集合线程不安全的分析与解决
 *  5、HashMap集合线程不安全的分析与解决

## 1、ArrayList集合线程安全问题分析 ##

对List集合非线程安全的Demo代码：

public class ArrayListDemo {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            List<String> list = new ArrayList<>();
            //多个线程同时写入List集合
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                new Thread(() -> {
        
                    //加元素
                    list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                    //遍历输出集合
                    System.out.println(list);
                },String.valueOf(i)).start();
            }
        }
    }

运行：

![在这里插入图片描述][5b1451ca85644d4d9d267eb67f352ca4.png]

ConcurrentModificationException异常，是在多线程环境下，当一个线程正在遍历集合，而另一个线程对集合进行了修改操作时，就会抛出这个异常。以ArrayList为例，其add方法源码，未加synchronized关键字：

![在这里插入图片描述][766b65d0a4714438ba85185d8031271e.png]

再点击报错详情，进入抛出异常的方法：

![在这里插入图片描述][1dfa99591618484ca074b5eb0a525723.png]

modCount即集合新增的次数，是实际修改次数，而expectedModCount是预期修改次数，它是ArrayList的一个内部类Itr的成员变量，调用iterator(）获取迭代器时，内部创建Itr对象，此时，modCount会赋值给expectedModCount：

![在这里插入图片描述][c53fecb3c09b4a05b4b02b1f290945d4.png]

拿到迭代器对象，要遍历集合时，modCount已经赋值给expectedModCount，而此时其他线程继续add，modCount+1，modCount和expectedModCount就不相等了。

## 2、解决方式一：Vector或synchronizedList( ) ##

List接口的另一个实现类Vector，其add方法加了关键字，使用它可解决线程安全问题，但很古老了，since1.2，很少用了。

![在这里插入图片描述][285b88d3025a421faf84e21675548bf5.png]

List<String> list = new Vector<>();
    //重复代码略

同样一种古老的解决方案，可以用Collections的synchronizedList方法，传入一个有线程安全问题的List，如ArrayList:

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

## 3、解决方式二：CopyOnWriteArrayList 写时复制 ##

List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

完整demo：

public class ArrayListDemo {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
            //多个线程同时写入List集合
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                new Thread(() -> {
        
                    //加元素
                    list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                    //遍历输出集合
                    System.out.println(list);
                },String.valueOf(i)).start();
            }
        }
    }

原理是写时复制技术，即：

*  对这个List实现类的集合，可以多线程**并发读**
 *  往集合中写的时候，则只能**独立写**，先复制一份原来的集合，这个时候读还是读原来的，然后往新集合里面写入新的内容
 *  写完后新旧合并，再读时，就读这个合并后的集合

![在这里插入图片描述][3e2568fd2a064942a703ee19a625bc6e.png]  
看下源码，再对照着理解写时复制：

![在这里插入图片描述][b92eb6f736f544bd93f2e31bb39ec2cd.png]

## 4、HashSet集合线程不安全的分析与解决 ##

public class HashSetDemo {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Set<String> set = new HashSet<>();
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
        
                new Thread(() -> {
        
                    //写入
                    set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                    //读
                    System.out.println(set);
                },String.valueOf(i)).start();
            }
        }
    }

运行：

![在这里插入图片描述][ec7d16529f8e438988213fcaa7c55b6b.png]

解决办法类比上面的List，使用`CopyOnWriteArraySet`：

Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();

## 5、HashMap集合线程不安全的分析与解决 ##

public class HashSetDemo {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Map<String,string> map = new HashMap<>();
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
        
            	String key = String.valueOf(i);
                new Thread(() -> {
        
                    //写入
                    map.put(key,UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                    //读
                    System.out.println(map);
                },String.valueOf(i)).start();
            }
        }
    }

![在这里插入图片描述][c4ec332cef9d41f695f5f02b62ac0a44.png]  
解决办法类比List，用`ConcurrentHashMap`：

Map<String,String> map = new ConcurrentHashMap<>();

[5b1451ca85644d4d9d267eb67f352ca4.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/18/e65bf88f12b34831861bf3cdbc13feca.png
[766b65d0a4714438ba85185d8031271e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/18/013c4baaef164be49d0212993f842b8d.png
[1dfa99591618484ca074b5eb0a525723.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/18/a16022689fb7434aaecb586d1e087860.png
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[b92eb6f736f544bd93f2e31bb39ec2cd.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/18/d8fa02cfa049449db736423f0890b14d.png
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