List集合多线程并发条件下不安全如何解决

目录

• 前言
• 一、List集合使用模拟并发测试
• 1.1 单线程环境下
  
• 1.2 多线程环境下
  
• 二、解决方案
• 2.1 使用Vector类
  
• 2.1 使用Collections.synchronizedList
  
• 2.3 使用并发容器CopyOnWriteArrayList
  
• 总结

前言

在日常开发过程中，List是我们常用的集合，比如查询数据库内容返回值比会用一个集合来装，但是在多线程并发的条件下，会出现安全问题吗？下面我们就来测试一下，如果出现安全问题，该如何解决.

一、List集合使用模拟并发测试

1.1 单线程环境下

public static void main(String[] args) {
    // List集合
    List list = new ArrayList<>();
    // 循环插入
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
        System.out.println(list);
    }
}

可以看到单线程条件下，我们做list的插入操作完全没问题，下面我们来模拟并发条件下执行，会出现什么问题。

1.2 多线程环境下

public static void main(String[] args) {
    // List集合
    List list = new ArrayList<>();
    // 循环插入
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        // 开启线程执行
        new Thread(()->{
            list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
            System.out.println(list);
        },"线程List").start();

    }
}

ArrayList在迭代的时候如果同时对其进行修改就会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常，就是并发修改异常。

二、解决方案

2.1 使用Vector类

public static void main(String[] args) {
    // List集合
    List list = new Vector<>();
    // 循环插入
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        // 开启线程执行
        new Thread(()->{
            list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
            System.out.println(list);
        },"线程List").start();

    }
}

Vector 是同步访问的，它的add方法底层加了synchronized关键字修饰。

测试结果：

2.1 使用Collections.synchronizedList

public static void main(String[] args) {
   // List集合
    List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
    // 循环插入
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        // 开启线程执行
        new Thread(()->{
            list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
            System.out.println(list);
        },"线程List").start();

    }
}

查看底层源码可以发现他也使用了synchronized关键字修饰。

2.3 使用并发容器CopyOnWriteArrayList

public static void main(String[] args) {
    // List集合
    List list = new CopyOnWriteArrayList<>();
    // 循环插入
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        // 开启线程执行
        new Thread(()->{
            list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
            System.out.println(list);
        },"线程List").start();

    }
}

查看源码它使用的是lock锁机制。

写入时复制，有多个线程调用的时候，写入的时候，复制一份，避免覆盖造成数据问题。就是在写的时候不对原集合进行修改，而是重新复制一份，修改完之后，再移动指针。

从JDK1.5开始Java并发包里提供了两个使用CopyOnWrite机制实现的并发容器,它们是CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。CopyOnWrite容器非常有用，可以在非常多的并发场景中使用到。

解读源码：

/**
 * 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) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;//可重入锁
    lock.lock();//加锁
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);//拷贝新数组
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);//将引用指向新数组
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();//解锁
    }
}

add()在添加集合的时候加上了锁，保证了同步，避免了多线程写的时候会Copy出N个副本出来。

总结

CopyOnWriteArrayList使用场景：读多写少（白名单，黑名单，商品类目的访问和更新场景），集合不大。所以一般来说，我们都会使用JUC包下给我们提供的线程安全容器，而不是使用老一代的线程安全容器。

到此这篇关于List集合多线程并发条件下不安全如何解决的文章就介绍到这了,更多相关List集合多线程并发条件下不安全 内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！