集合类高并发线程不安全及解决方案

线程不安全综述

线程不安全案例

public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        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();
        }
}

运行时会报错

java.util.ConcurrentModificationException

原因分析

举个例子，就好比上课前签到，每个人都有一支笔，但是只有一张签到纸。张三在纸上签到，‘张’字刚写完，李四就过来强硬的把纸拉走，要签到，但是在拉的过程中，张三的笔就会在纸上留下长长的划痕。然后李四签到。有可能李四签到完成正常轮到下一位，也有可能李四还没签完就又被抢走了。

上面例子中，拿着笔的同学就好比是线程，在抢夺‘纸’的过程中在‘纸’上留下的划痕就好比是程序抛的异常。

解决方案

1. List list = new Vector<>();

Vector底层都有synchronized封装，可以保证线程安全。

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

用Collections包装类的synchronizedList方法将ArrayList包装起来，ArrayList也可以变成线程安全。

3.List list = new CopyOnWriteArrayList<>();

写时复制
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，而足先将当前容器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();
	}
}

举个例子，还是上面的签到，比如前面已经有一些同学签到了，轮到张三签到了，张三会把签到表抄一份一模一样的到自己手里（上面的数组复制，并且长度+1，因为指望里面添加一个元素（姓名）），然后在最后面加上自己的名字，然后把手里的签到表公布出来，说：“现在的签到表以这份为准，以前的签到表已经作废。”（这里setArray将新的集合作为标准，以前的指针指向打断了）。