Java中集合的线程安全问题

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常用的集合类型如ArrayList，HashMap，HashSet等，在并发环境下修改操作都是线程不安全的，会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常，这节主要记录如何在并发环境下安全地修改集合数据。

List

举个ArrayList线程不安全的例子：

public class CollectionTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> data = new ArrayList<>();
        IntStream.range(0, 30).forEach(
                i -> new Thread(() -> data.add(String.valueOf(i)), String.valueOf(i)).start()
        );
        System.out.println(data);
    }
}

上面例子中，有30个线程对data进行修改操纵，多运行几次上面的程序，控制台便会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常，是因为多个线程并发争抢修改data导致，当一个线程正在写入但还未写完时，另一个线程抢夺写入，这便导致了数据异常。

• 要解决这个问题，主要有以下三种方法：

1. 使用Vector：

public class CollectionTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> data = new Vector<>();
        IntStream.range(0, 30).forEach(
                i -> new Thread(() -> data.add(String.valueOf(i)), String.valueOf(i)).start()
        );
        System.out.println(data);
    }
}

Vector类的add方法是通过加同步锁来实现线程安全的，源码如下。

2.使用Collections工具类的synchronizedList方法：

public class CollectionTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> data = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
        IntStream.range(0, 30).forEach(
                i -> new Thread(() -> data.add(String.valueOf(i)), String.valueOf(i)).start()
        );
        System.out.println(data);
    }
}

其本质还是通过同步锁来解决线程安全问题。

3. 使用CopyOnWriteArrayList：

public class CollectionTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> data = new CopyOnWriteArrayList<>();
        IntStream.range(0, 30).forEach(
                i -> new Thread(() -> data.add(String.valueOf(i)), String.valueOf(i)).start()
        );
        System.out.println(data);
    }
}

查看CopyOnWriteArrayList类的add方法源码，发现它使用了可重入锁解决线程安全问题。

上面方法的源码使用了写时复制的思想（CopyOnWrite）：往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器Object[]添加，而是先将当前容器Object[]进行复制，复制出一个新的容器Object[] newElements，然后往新的容器Object[] newElements里添加新的元素。添加完后，再将原容器的引用指向新的容器（即源码中的setArray(newElements)）。

这种做法的好处是可以对CopyOnWrite的容器进行并发的读，而不需要加锁，因为当前容器不会添加任何元素。所以这也是一种读写分离的思想，即读和写的容器是不同的容器。

上面这三种解决办法中，更推荐使用CopyOnWriteArrayList。

Set

HashSet在并发下修改也会出现线程安全问题。解决办法同样可以通过Collections#synchronizedSet和CopyOnWriteArraySet解决，过程和上述类似，所以不再赘述。

Map

HashMap在并发环境下修改时的线程安全问题同样可以通过Collections.synchronizedMap解决。此外并没有所谓的CopyOnWriteHashMap，线程安全的HashMap可以使用ConcurrentHashMap：

public class CollectionTest {                                                                    

      public static void main(String[] args) {                                                               
             Map<String, String> data = new ConcurrentHashMap<>();                                            
             IntStream.range(0, 30).forEach(                                                                  
             i -> new Thread(() -> data.put(String.valueOf(i), String.valueOf(i)), String.valueOf(i)).start());  
            System.out.println(data);                                                                        
       }                                                                                                
}     

Java中集合的线程安全问题

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原文地址：https://www.cnblogs.com/jason47/p/14410529.html