集合线程安全

集合线程安全

常用的集合类型如ArrayList，HashMap，HashSet等，在并发环境下修改操作都是线程不安全的，会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常，这节主要记录如何在并发环境下安全地修改集合数据。

List

举个ArrayList线程不安全的例子：

public class CollectionTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> data = new ArrayList<>();
        IntStream.range(0, 30).forEach(
                i -> new Thread(() -> data.add(String.valueOf(i)), String.valueOf(i)).start()
        );
        System.out.println(data);
    }
}

上面例子中，有30个线程对data进行修改操纵，多运行几次上面的程序，控制台便会抛出如下异常：

之所以会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常，是因为多个线程并发争抢修改data导致，当一个线程正在写入但还未写完时，另一个线程抢夺写入，这便导致了数据异常。

要解决这个问题，主要有以下三种方法：

1. 使用Vector：

public class CollectionTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> data = new Vector<>();
        IntStream.range(0, 30).forEach(
                i -> new Thread(() -> data.add(String.valueOf(i)), String.valueOf(i)).start()
        );
        System.out.println(data);
    }
}

2. 使用Collections工具类的synchronizedList方法：

public class CollectionTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> data = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
        IntStream.range(0, 30).forEach(
                i -> new Thread(() -> data.add(String.valueOf(i)), String.valueOf(i)).start()
        );
        System.out.println(data);
    }
}

3. 使用CopyOnWriteArrayList：

public class CollectionTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> data = new CopyOnWriteArrayList<>();
        IntStream.range(0, 30).forEach(
                i -> new Thread(() -> data.add(String.valueOf(i)), String.valueOf(i)).start()
        );
        System.out.println(data);
    }
}

上面这三种解决办法中，更推荐使用CopyOnWriteArrayList。

Set

HashSet在并发下修改也会出现线程安全问题。解决办法同样可以通过Collections#synchronizedSet和CopyOnWriteArraySet解决，过程和上述类似，所以不再赘述。

Map

HashMap在并发环境下修改时的线程安全问题同样可以通过Collections.synchronizedMap解决。此外并没有所谓的CopyOnWriteHashMap，线程安全的HashMap可以使用ConcurrentHashMap：

public class CollectionTest {

    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> data = new ConcurrentHashMap<>();
        IntStream.range(0, 30).forEach(
                i -> new Thread(() -> data.put(String.valueOf(i), String.valueOf(i)), String.valueOf(i)).start()
        );
        System.out.println(data);
    }
}