Java多线程之集合类（线程安全和不安全）

Java多线程之集合类（浅析线程安全和不安全）

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本文目录：

• 1.线程不安全之ArrayList，HashSet，HashMap和线程安全之CopyOnWriteArrayList，CopyOnWriteArraySet，ConcurrentHashMap

• 2. 小结

• 3.解析CopyOnWrite容器

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1.线程不安全之ArrayList和线程安全之CopyOnWriteArrayList

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测试代码：

• 多个线程往一个集合中添加内容。

实现：

public static void listNotSafe() {
     
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 30 ; i++) {
     
            new Thread(()->{
     
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,6));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

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编译结果：

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解决办法：

• 使用CopyOnWriteArrayList代替ArrayList

使用如下：

public static void listNotSafe() {
     
        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 30 ; i++) {
     
            new Thread(()->{
     
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,6));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

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编译结果：

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小结：

• 1. 经过测试，发现HashSet，HashMap也是线程不安全的，分别对应的解决办法是用CopyOnWriteArraySet，ConcurrentHashMap替换（如上面的例子）

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3.解析CopyOnWrite容器

• 我们发现CopyOnWrite容器能够解决线程不安全的问题，现在来通过源码进行解析（以CopyOnWriteArrayList）为例。

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源码部分如下

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其中的add(E e)方法

public boolean add(E e) {
     
		    final ReentrantLock lock = this.lock;
		    lock.lock();
		    try {
     
		        Object[] elements = getArray();
		        int len = elements.length;
		        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
		        newElements[len] = e;
		        setArray(newElements);
		        return true;
		    } finally {
     
		        lock.unlock();
		    }
		}

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可以知道：

1. 都是有线程锁的，所以是线程安全的
2. 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，而是先将当前容器Object[ ]进行Copy，复制出一个新的容器Object[] newElements，然后往新的容器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器 setArray(newElements)。
3. 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

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扩展小知识：

1. HashSet底层是HashMap
   

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2. 你可能会想，HashSet是一个参数，而HashMap是键值对存在的。那是因为HashSet只用了HashMap是键，它的值是一个固定的Object对象。