Java8使用ParallelStream注意事项

Java8并行流ParallelStream和Stream的区别就是支持并行执行，提高程序运行效率。但是如果使用不当可能会发生线程安全的问题。Demo如下：

public static void concurrentFun() {
        List listOfIntegers =
                new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i <100; i++) {
            listOfIntegers.add(i);
        }
        List parallelStorage = new ArrayList<>() ;
        listOfIntegers
                .parallelStream()
                .filter(i->i%2==0)
                .forEach(i->parallelStorage.add(i));
        System.out.println();

        parallelStorage
                .stream()
                .forEachOrdered(e -> System.out.print(e + " "));

        System.out.println();
        System.out.println("Sleep 5 sec");
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        parallelStorage
                .stream()
                .forEachOrdered(e -> System.out.print(e + " "));
    }

程序运行结果如下：

null 72 56 58 60 74 34 36 68 70 54 28 30 50 52 26 16 44 12 14 48 22 46 40 24 42 18 20 38 6 8 10 0 null 4 82 66 84 86 78 80 76 62 64 90 92 94 88 96 98 
Sleep 5 sec
null 72 56 58 60 74 34 36 68 70 54 28 30 50 52 26 16 44 12 14 48 22 46 40 24 42 18 20 38 6 8 10 0 null 4 82 66 84 86 78 80 76 62 64 90 92 94 88 96 98 

除了以上在ForEach里面添加集合元素会出现这种问题，以下这种方式也会：

              listOfIntegers
                .parallelStream()
                .map(e -> {
                    parallelStorage.add(e);
                    return e;
                })
                .forEachOrdered(e -> System.out.print(e + " "));

两个问题： 1.为什么parallelStorage的大小不固定？ 2.为什么parallelStorage会有null元素？

最初我以为是因为主线程执行完成后并行流中的线程并未结束，sleep了主线程后发现结果并没有发生改变,其实我们可以认为ArrayList内部维护了一个数组Arr其定义一个变量 n用以表式这个数组的大小那么向这个ArrayList中存储数据的过程可以分解为这么几步：

1.读取数组的长度存入n 2.向这个数组中储入元素arr[n]=a 3.将n+1 4.保存n 而对于parrallelStorage元素数量不固定的原因就是多线程有可能同时读取到相同的下标n同时赋值，这样就会出现元素缺失的问题了。

ArrayList 源码add方法中elementData[size++] = e; 这行代码就是问题所在，当添加一个元素的时候，它可能会有两步来完成：1. 在 elementData[Size] 的位置存放此元素；2. 增大 Size 的值。
       在单线程运行的情况下，如果 Size = 0，添加一个元素后，此元素在位置 0，而且 Size=1；
       而如果是在多线程情况下，比如有两个线程，线程 A 先将元素存放在位置 0。但是此时 CPU 调度线程A暂停，线程 B 得到运行的机会。线程B也向此 ArrayList 添加元素，因为此时 Size 仍然等于 0 （注意哦，我们假设的是添加一个元素是要两个步骤哦，而线程A仅仅完成了步骤1），所以线程B也将元素存放在位置0。然后线程A和线程B都继续运行，都增加 Size 的值。那好，我们来看看 ArrayList 的情况，元素实际上只有一个，存放在位置 0，而 Size 却等于 2。这就是“线程不安全”了。这就解释了为何集合中会出现null。

如何解决这个问题呢？我们可以将其转化为一个同步集合也就是

Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()) 

在使用并行流的时候是无法保证元素的顺序的，也就是即使你用了同步集合也只能保证元素都正确但无法保证其中的顺序。

除了以上这种方式，还有什么方法可以防止并行流出现线程不安全操作？

那就是最后调用collect(Collectors.tolist())，这种收集起来所有元素到新集合是线程安全的。Demo如下：

public static void collectFun() {
        List listOfIntegers =
                new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i <100; i++) {
            listOfIntegers.add(i);
        }

        List parallelStorage = listOfIntegers
                .parallelStream()
                .filter(i -> i % 2 == 0)
                .collect(Collectors.toList());


        System.out.println();

        parallelStorage
                .stream()
                .forEachOrdered(e -> System.out.print(e + " "));

        System.out.println();
        System.out.println("Sleep 5 sec");
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        parallelStorage
                .stream()
                .forEachOrdered(e -> System.out.print(e + " "));
    }

程序运行结果如下：

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 
Sleep 5 sec
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 

不光没有出现Null和数量不一致问题，还排序了！所以，在采用并行流收集元素到集合中时，最好调用collect方法，一定不要采用Foreach方法或者map方法。

 

转载自:https://cloud.tencent.com/developer/article/1139580