6.ArrayList线程安全问题

题出问题

我们知道ArrayList是线程不安全,请编写一个不安全的案例并给出解决方案?

单线程环境

单线程环境的ArrayList是不会有问题的

public class ArrayListNotSafeDemo {
    public static void main(String[] args) {

        List list = new ArrayList<>();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");

        for(String element : list) {
            System.out.println(element);
        }
    }
}

多线程环境

为什么多线程环境下ArrayList是线程不安全的?因为在进行写操作(add方法)的时候,方法上为了保证并发性,没有添加synchronized修饰。

当我们同时启动30个线程去操作List的时候

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        List list = new ArrayList<>();

        for (long i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(() -> {

                list.add("hello");
                list.add("world");
                list.add("java");
                System.out.println(list);

            }).start();
        }

    }
}

我们运行发现报了java.util.ConcurrentModificationException(并发修改的异常)

解决方案

方案一:Vector

采用Vector实现线程安全,Vector在方法上加了锁,即synchronized

img

这样就每次只能够一个线程进行操作,所以不会出现线程不安全的问题,但是因为加锁了,导致并发性下降。

方案二:Collections.synchronized()

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

采用Collections集合工具类,在ArrayList外面包装一层 同步 机制

方案三:采用JUC里面的方法

CopyOnWriteArrayList:写时复制,主要是一种读写分离的思想。

  • 就是写的时候,把ArrayList扩容一个出来,然后把值填写上去,在通知其他的线程,ArrayList的引用指向扩容后的。
  • CopyOnWriteArrayList list = new CopyOnWriteArrayList<>();
查看add方法源码

  1. 首先需要加锁

    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
  2. 然后在末尾扩容一个单位

    Object[] elements = getArray();        
    int len = elements.length;
    Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);//扩容一个单位,复制到新数组
  3. 然后在把扩容后的空间,填写上需要add的内容

    newElements[len] = e;
  4. 最后把内容set到Array中

应用场景:一般用于黑/白名单,这样的地方,标准的读多写少场景

HashSet线程不安全

CopyOnWriteArraySet(底层还是用的CopyOnWriteArrayList)

HashMap线程不安全

  1. 使用Collections.synchronizedMap(new HashMap<>())
  2. 使用ConcurrentHashMap

    Map map = new ConcurrentHashMap<>();

你可能感兴趣的