集合不安全之 ArrayList及其三种解决方案【CopyOnWriteArrayList 、synchronizedList、Vector 】
集合不安全之 ArrayList及其三种解决方案【CopyOnWriteArrayList 、synchronizedList、Vector 】
一、前言
我们在高并发的场景下，难免会出现并发问题，特别是ArrayList这种常用的集合。这种事情还是要考虑的，今天就带大家一起看一下ArrayList为什么不安全？有哪些解决方案呢？
二、为什么线程不安全
1. 出错演示
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;
public class ArrayListDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
for (int x = 0; x < 20; x++) {
new Thread(() -> {
list.add(UUID.randomUUID().toString());
System.out.println(list);
},String.valueOf(x)).start();
}
}
}2. ConcurrentModificationException（并发修改异常）
3. 原因
ArrayList 是线程不安全的，多个线程同时操作会出异常 ，并发修改出现异常，导致modCount和操作次数不一致。
//ArrayList源码
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}三、解决方案一CopyOnWriteArrayList （推荐，读多写少场景）
1. 解决方案
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
public class ArrayListDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList();
for (int x = 0; x < 20; x++) {
new Thread(() -> {
list.add(UUID.randomUUID().toString());
System.out.println(list);
},String.valueOf(x)).start();
}
}
}2. 源码解读
/**
* 写时复制
* 思想就是先拷贝出来，在拷贝集合的最后添加新元素，最后把集合在set进去
* 写的时候进行加锁，读没有限制
* 适用场景：读多写少
*/
public boolean add(E e) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 加可重入锁
lock.lock();
try {
// 拷贝当前集合数组
Object[] elements = getArray();
// 获取当前集合数组长度
int len = elements.length;
// 原集合数组空间+1，同时将原集合数组复制
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
// 把新增元素赋值到新集合数组中
newElements[len] = e;
// 最后再把新集合数组设置到集合中
setArray(newElements);
return true;
} finally {
// 释放锁
lock.unlock();
}
}四、Collections.synchronizedList（加锁）
1. 解决方案
public class ArrayListDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
for (int x = 0; x < 20; x++) {
new Thread(() -> {
list.add(UUID.randomUUID().toString());
System.out.println(list);
},String.valueOf(x)).start();
}
}
}2. 源码解读（加锁同步代码块）
public boolean add(E e) {
synchronized (mutex) {return c.add(e);}
}五、Vector （加锁）
1. 解决方案
public class ArrayListDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new Vector<>();
for (int x = 0; x < 20; x++) {
new Thread(() -> {
list.add(UUID.randomUUID().toString());
System.out.println(list);
},String.valueOf(x)).start();
}
}
}2. 源码解读（加锁同步方法）
public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}六、synchronizedList、Vector都是加锁，区别？
同步代码块和同步方法的区别： 因为SynchronizedList只是使用同步代码块包裹了ArrayList的方法，而ArrayList和Vector中同名方法的方法体内容并无太大差异，所以在锁定范围和锁的作用域上两者并无区别。 在锁定的对象区别上，SynchronizedList的同步代码块锁定的是mutex对象，Vector锁定的是this对象 而其实mutex对象就是SynchronizedList有一个构造函数可以传入一个Object类型对象，如果在调用的时候显示的传入一个对象，那么锁定的就是用户传入的对象。如果没有指定，那么锁定的也是this对象。结果就是SynchronizedList可以指定锁定的对象 基于我们将ArrayList转成SynchronizedList。那么如果我们想把LinkedList变成线程安全的，或者说我想要方便在中间插入和删除的同步的链表，那么我可以将已有的LinkedList直接转成SynchronizedList，而不用改变他的底层数据结构。而这一点是Vector无法做到的，因为他的底层结构就是使用数组实现的，这个是无法更改的 SynchronizedList和Vector区别： 1.SynchronizedList有很好的扩展和兼容功能。他可以将所有的List的子类转成线程安全的类 2.使用SynchronizedList的时候，进行遍历时要手动进行同步处理 3.SynchronizedList可以指定锁定的对象 答案来源
七、总结
这样我们就对为什么不安全和三种解决方案进行测试和源码的初探，小编也是菜鸟，主要是看了尚硅谷阳哥的课。自己记录一遍，以后看！！