parallelStream线程不安全问题分析及解决办法

问题代码

public static void main(String[] args) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        //调用多次，复现多线程的问题
        test();
    }
}

public static void test() {
    //声明数据源集合
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        //添加100个元素到集合中
        list.add(i);
    }
    //添加数据的集合
    List<Integer> list2 = new ArrayList<>();
    //使用parallelStream的遍历方法来添加元素到新的集合
    list.parallelStream().forEach(i -> {
        list2.add(i);
    });
    //打印添加元素之后的集合长度
    System.out.println(list2.size());
}

执行结果

100
98
100
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
	at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)
	at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(NativeConstructorAccessorImpl.java:62)
	at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(DelegatingConstructorAccessorImpl.java:45)
	at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:423)
	at java.util.concurrent.ForkJoinTask.getThrowableException(ForkJoinTask.java:598)
	at java.util.concurrent.ForkJoinTask.reportException(ForkJoinTask.java:677)
	at java.util.concurrent.ForkJoinTask.invoke(ForkJoinTask.java:735)
	at java.util.stream.ForEachOps$ForEachOp.evaluateParallel(ForEachOps.java:160)
	at java.util.stream.ForEachOps$ForEachOp$OfRef.evaluateParallel(ForEachOps.java:174)
	at java.util.stream.AbstractPipeline.evaluate(AbstractPipeline.java:233)
	at java.util.stream.ReferencePipeline.forEach(ReferencePipeline.java:418)
	at java.util.stream.ReferencePipeline$Head.forEach(ReferencePipeline.java:583)
	at com.example.demo.collections.LambdaList.test(LambdaList.java:25)
	at com.example.demo.collections.LambdaList.main(LambdaList.java:11)
Caused by: java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 73
	at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:459)
	at com.example.demo.collections.LambdaList.lambda$test$0(LambdaList.java:26)
	at java.util.stream.ForEachOps$ForEachOp$OfRef.accept(ForEachOps.java:184)
	at java.util.ArrayList$ArrayListSpliterator.forEachRemaining(ArrayList.java:1374)
	at java.util.stream.AbstractPipeline.copyInto(AbstractPipeline.java:481)
	at java.util.stream.ForEachOps$ForEachTask.compute(ForEachOps.java:291)
	at java.util.concurrent.CountedCompleter.exec(CountedCompleter.java:731)
	at java.util.concurrent.ForkJoinTask.doExec(ForkJoinTask.java:289)
	at java.util.concurrent.ForkJoinPool$WorkQueue.execLocalTasks(ForkJoinPool.java:1040)
	at java.util.concurrent.ForkJoinPool$WorkQueue.runTask(ForkJoinPool.java:1058)
	at java.util.concurrent.ForkJoinPool.runWorker(ForkJoinPool.java:1692)
	at java.util.concurrent.ForkJoinWorkerThread.run(ForkJoinWorkerThread.java:157)

Process finished with exit code 1

问题分析

代码很简单，就是使用parallelStream流遍历集合，并把元素添加到新的ArrayList集合中，根据执行结果可以看出来，会出现数据条数对不上，或者直接抛异常的问题。

因为parallelStream是通过ForkJoinPoll来利用多核多线程执行任务，而ArrayList是非线程安全的，所以会有线程安全问题，解决办法也很简单，把parallelStream换成stream串行执行遍历或者把ArrayList换成线程安全的CopyOnWriteArrayList即可。因为换成stream在数据量较大的情况下会显著降低速度，所以建议换成CopyOnWriteArrayList。代码如下。

解决方案

方案一：替换parallelStream为stream,因为main方法代码不变，所以只贴出来test方法的代码

public static void test() {
    //声明数据源集合
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        //添加100个元素到集合中
        list.add(i);
    }
    //添加数据的集合
    List<Integer> list2 = new ArrayList<>();
    //使用stream替换parallelStream
    list.stream().forEach(i -> {
        list2.add(i);
    });
    //打印添加元素之后的集合长度
    System.out.println(list2.size());
}

执行结果

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方案二：使用CopyOnWriteArrayList来替换ArrayList

public static void test() {
    //声明数据源集合
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        //添加100个元素到集合中
        list.add(i);
    }
    //添加数据的集合,使用CopyOnWriteArrayList替换ArrayList
    List<Integer> list2 = new CopyOnWriteArrayList<>();
    //使用parallelStream的遍历方法来添加元素到新的集合
    list.parallelStream().forEach(i -> {
        list2.add(i);
    });
    //打印添加元素之后的集合长度
    System.out.println(list2.size());
}

执行结果

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