【JUC】三、集合的线程安全

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：

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：

再点击报错详情，进入抛出异常的方法：

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：

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。

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

看下源码，再对照着理解写时复制：

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：

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();}}
}

解决办法类比List，用ConcurrentHashMap：

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