JUC 多线程高并发不安全集合类

一、线程不安全集合在多线程操作下会出现的问题

由于ArrayList是线程不安全的，所以以ArrayList为例演示出现错误：

/**
 * @author wannengqingnian
 */
public class TestArrays {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i <= 30; i++){
            new Thread(() -> {
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                System.out.println(list);
            }).start();
        }
    }
}

运行出现：

原因：

由于 ArrayList 的 add() 方法没有加锁，多个线程同时添加数据会出现 java.util.ConcurrentModificationException 异常（并发修改异常）。

二、解决ArrayList线程不安全问题方法

1、使用new Vector<>()

Vector和ArrayList的区别是vector在add()方法上加上了synchronized关键字来保证线程安全

2、使用Collections集合工具类的Collections.SynchronizeList(new ArrayList<>());

3、使用new CopyOnWriteArrayList<> ()

三、浅解解决ArrayList线程不安全的第三种方式：CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList的 add() 方法底层实现：

/**
 * Appends the specified element to the end of this list.
 *
 * @param e element to be appended to this list
 * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
 */
public boolean add(E e) {
    synchronized (lock) {
        Object[] es = getArray();
        int len = es.length;
        es = Arrays.copyOf(es, len + 1);
        es[len] = e;
        setArray(es);
        return true;
    }
}

底层采用读写分离和写时复制：

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，而是先将当前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。

四、HashSet线程不安全的解决

1、使用Collections集合工具类的Collections.SynchronizeList(new HashSet<>());

2、使用new CopyOnWriteHashSet<> ()

HashSet底层使用HashMap，HashSet保存数据的时候是一个值，而HashMap则是键值对。HashSet把值存到key，value则是一个常量。

五、HashMap线程不安全解决

1、使用ConcurrentHashMap<>()

2、使用Collections.synchronizedMap()

六、尾巴

解决集合线程安全问题，一般先看有没有线程安全可以替代的，没有看集合工具类中有没有提供可以保证线程安全的工具，还有CopyOnWrite中保证安全的集合。