Java多线程之集合类（线程安全和不安全）

墨蓝 2022-02-01 12:43 334阅读 0赞

# 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：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTkxMDY5NA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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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：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTkxMDY5NA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

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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**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTkxMDY5NA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

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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  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTkxMDY5NA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

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1.  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。  
    ![在这里插入图片描述][20190514152513617.png]  
    ![在这里插入图片描述][20190514152541702.png]

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