Java多线程高并发中解决ArrayList与HashSet和HashMap不安全的方案

1.ArrayList的线程不安全解决方案

将main方法的第一行注释打开，多执行几次，会看到如下图这样的异常信息：👇👇👇

这是一个 并发修改 异常，首先ArrayList肯定是线程不安全的，产生这个异常的原因就是可能第一个线程刚进入 ArrayList 集合中要进行 add 操作时，另外一个线程此时也进来进行 add 操作，而第三个线程又进来进行 get 操作，导致读写没办法进行同步了，最终打印结果的时候就炸了。

解决方案看代码中的剩下几行注释。

package test.notsafe;

import java.util.*;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

/**
 * 演示ArrayList的线程不安全问题及解决方案
 */
public class ThreadDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //List<String> list = new ArrayList<>();

        //解决方法1：使用Vector
        //List<String> list = new Vector<>();

        //解决方法2：Collections
        //List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

        //解决方法3：CopyOnWriteArrayList
        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

关于 CopyOnWriteArrayList 解决线程不安全问题的简单解释：就看源码中的 add(E e) 这个方法：

    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();
        }
    }

这个 CopyOnWriteArrayList 在进行 add 添加操作之前，先进行 lock 上锁，然后通过 getArray() 获取到原 ArrayList 集合容器，之后调用 Arrays.copyOf 方法将原容器拷贝出一个新容器，因为要添加（长度自然也要 +1），之后向这个新容器中添加元素，添加完成之后，调用 setArray 方法将原容器的引用指向了这个新的容器。 那么这样做的好处就是：添加元素在新容器中，原容器该是啥样还是啥样，其他线程要get读取元素就还从原容器中读（即多个线程可以进行并发读）；而其他线程要 add 添加，要等待其他线程完成之后，将原容器的引用指向新容器就可以了。

CopyOnWrite 容器在面对读和写的时候是两个不同的容器，也是用到了读写分离的思想。

2.HashSet的线程不安全解决方案

这里如果是 new HashSet 了话，仍然可能出现向上面 ArrayList 一样的 并发修改异常。解决方案看代码中的注释。

package test.notsafe;

import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;

/**
 * 演示HashSet的线程不安全问题及解决方案
 */
public class ThreadDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        //Set<String> set = new HashSet<>();

        //解决方法1：Collections
        //Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());

        //解决方法2：CopyOnWriteArraySet
        Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            new Thread(() -> {
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(set);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

3.HashMap的线程不安全解决方案

package test.notsafe;

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * 演示HashMap的线程不安全问题及解决方案
 */
public class ThreadDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        //Map<String,Object> map = new HashMap<>();

        //解决方法1：Collections
        //Map<String,Object> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());

        //解决方法2：ConcurrentHashMap
        Map<String,Object> map = new ConcurrentHashMap<>();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String key = String.valueOf(i);
            new Thread(() -> {
                map.put(key,UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

到此这篇关于Java多线程高并发中解决ArrayList与HashSet和HashMap不安全的方案的文章就介绍到这了,更多相关Java 多线程高并发内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！