java并发之集合类不安全问题深入分析_java两个集合交换同时在写入有安全问题么-优快云博客

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本文深入探讨了在多线程环境下，Java集合类List、Set和Map的并发修改异常问题。详细分析了java.util.ConcurrentModificationException的产生原因，并提供了三种解决方案：使用Vector、Collections.synchronized和CopyOnWrite系列集合。特别推荐在读多写少场景下使用CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet，以实现读操作的完全无锁。

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一、List

 public static void listNotSafe(){
        List<String> list = new ArrayList<>(); //new ArrayList<>(); 低层是new的数组

        List<String> list1 = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
        CopyOnWriteArrayList<Object> objects = new CopyOnWriteArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(() ->{
                objects.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(objects);
            },"t1").start();

        }
        //java.util.ConcurrentModificationException
    }

2.故障现象

java.util.ConcurrentModificationException

3.导致原因

一个线程正在写，另一线程过来抢夺，导致数据不一致，即并发修改导致的异常

4.解决方案

new Vector<>()
Collections.synchronizedList()
new CopyOnWriteArrayList<>()

在读多写少的时候推荐使用 CopeOnWriteArrayList 这个类

写时复制,读写分离的思想好处：读操作完全无锁

使用场景：写操作非常少的场合，能容忍读写的短暂不一致。

CopyOnWriteArrayList迭代器是只读的，不支持增删改。

public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

二、Set

1、代码演示：

public class HashSetNotSafeDemo {
 
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> list = new HashSet<>();
        for (int i = 1; i <= 30; i++) {
            new Thread(() -> {
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                System.out.println(list);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

2、解决方案：

Collections.synchronizedSet()
new CopyOnWriteArraySet<>()

3、CopyOnWriteArraySet底层源码：

底层使用CopyOnWriteArrayList

public CopyOnWriteArraySet() {    al = new CopyOnWriteArrayList<E>();}

4、HashSet底层源码

HashSet的key是你add()的值，value是一个叫PRESENT Object类型的常量，即HashSet只关心key

public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}
 
 
private static final Object PRESENT = new Object();
 
public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

三、Map　

1、代码演示：

public class HashMapNotSafeDemo {
 
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        for (int i = 1; i <= 30; i++) {
            new Thread(() -> {
                map.put(Thread.currentThread().getName(), UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                System.out.println(map);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

2、解决方案