笔记C《ArrayList线程安全》_c++carray是否多线程安全-优快云博客

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本文深入探讨了Java中ArrayList、HashSet和HashMap等集合类在线程安全方面的特性及解决方案，包括使用Vector、Collections.synchronizedList、CopyOnWriteArrayList以及ConcurrentHashMap等不同策略，为多线程环境下集合操作的正确性和性能提供指导。

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ArrayList 线程安全

ArrayList 是非线程安全的，如果强制在多进程中使用，将会报 ConcurrentModificationException 并发修改异常。

使用 Vector，效率低下；
使用 Collections.synchronizedList，实际返回了 SynchronizedList。在进行数据操作是，都加了 synchronized 锁来进行控制。
使用 CopyOnWriteArrayList，该类会进行写时复制操作。CopyOnWrite容器即写时复制的容器。往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器Object[]添加，而是先将当前object[]进行Copy，复制出一个新的容器Object[] newElements，然后新的容器Object[] newElements 里添加元素，添加完元素之后，再将原容器的引用指向新的容器setArray（newElements）;这样做的好处是可以对 copyonwrite 容器进行并发的读，而不需要加锁，因为当前容器不会添加任何元素。所以copyonwrite容器也是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

    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();
        }
    }

实现代码：

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
//        List<String> list = new Vector<>();
//        List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
//        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList();
        for (int i = 0; i < 30; ++i) {
            new Thread(() -> {
                list.add(UUID.randomUUID().randomUUID().toString().substring(0, 4));
                System.out.println(list);
            }).start();
        }
    }
}

扩展 HashSet 和 HashMap 线程安全

HashSet 底层就是 HashMap，默认的 HashSet 是一个初始大小为16，负载因子为 0.75 的 HashMap。所以 HashSet 的多线程安全问题实际上就是 HashMap 的多线程安全问题：

Collections集合类的static方法SynchronizedSet。
CopyOnWriteArraySet：也是写时复制思想，但是内部还是使用CopyOnWriteArrayList实现。

相比于HashSet，HashMap 除了可以使用Collections集合类的synchronizedMap方法外，还可以使 juc包下ConcurrentHashMap类。

Collections 集合类的 static 方法SynchronizedSMap。
ConcurrentHashMap

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();
//        Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
//        Map<String,String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
         Map<String,String> map = new ConcurrentHashMap();
		
        for(int i = 0;i<30;i++){
            new Thread(()->{
                set.add(UUID.randomUUID().randomUUID().toString().substring(0, 4));
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+set);
            },"thread_set "+i).start();
        }

        for(int i = 0;i<30;i++){
            new Thread(() ->{
                map.put(UUID.randomUUID().randomUUID().toString().substring(0, 4),UUID.randomUUID().randomUUID().toString().substring(0,1));
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+map);
            },"thread_map "+i).start();
        }

    }
}