【Java并发】三、Java并行基础

傷城~ 2022-04-16 06:30 135阅读 0赞

# Java并行基础 #

### 文章目录 ###

*  Java并行基础
 *   *  进程和线程
     *  线程的状态
     *  线程控制
     *   *  启动
         *  停止
         *  中断
         *  等待(wait)和通知(notify)
         *  挂起(suspend)和恢复(resume)
         *  等待线程结束(join)和谦让(yield)
     *  volatile
     *  线程组
     *  驻守后台：守护线程(Daemon)
     *  线程优先级
     *  线程安全与synchronized
     *  并发下的容器

## 进程和线程 ##

进程是多个相关线程的集合，是程序执行的最小单位。使用多线程而不使用多进程设计并发程序的原因在于：线程之间的切换和调度成本远远小于进程。

## 线程的状态 ##

*  NEW：线程刚刚创建，还没有开始执行，等到调用`start()`方法时才会开始执行；
 *  RUNNABLE：调用`start()`方法后，所有线程需要的资源已经准备就绪，线程进入`RUNNABLE`状态；
 *  BLOCKED：当线程遇到临界资源被占用，比如`synchrinized`代码块 ，就会进入`BLOCKED`状态；
 *  WAITING：进入一个无时间限制的等待，通常是一些特殊事件，比如通过`wait()`方法的线程等待`notify()`，或者调用别的线程的`join()`方法，那么当前线程就会无限等待直到别的线程执行完毕并返回；
 *  TIMED\_WAITING：进入一个有时限的等待，比如加了等待时长或`join`时间；
 *  TERMINATED：线程执行完毕后进入终止状态。

## 线程控制 ##

### 启动 ###

public static void main(String[] args){ 
    	Thread t = new Thread(() -> System.out.println("Hello Thread!"));
    	t.satrt();
    }

### 停止 ###

`Thread`提供了一个`stop()`方法，可以暴力停止线程，但是`stop()`是一个`Deprecated`方法，后续版本可能会移除，因为这个方法太暴力了，假设一个线程正在修改一个数据，而且是分步骤的，这几个步骤相互独立并且没有事务管理，假设其中几个步骤执行完毕，调用了`stop()`方法，那么由于后面的步骤未执行，就会导致数据不一致，这是很危险的操作。

解决这个问题，要么保证线程中的操作是原子操作，要么定义一个标记设置为`volatile`，保证线程之间的可见性，在线程开始时(或`while true`循环的开头)检查标记，一旦检测到停止，就不再执行后续操作了。

反正记住，停止千万不要用。

### 中断 ###

咋一听中断和停止是一样的但并不是。中断只是给线程一个中断标志，表示有人通知这个线程需要停止了，然而你要不要停止，怎么响应这个通知，那是当事线程自己的事，跟其他人无关。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
        Thread thread = new Thread(() -> { 
            while (true) { 
                System.out.println("Hello interrupt!");
            }
        });
    
        thread.start();
        Thread.sleep(100);
        thread.interrupt();
    }

`thread`线程会在调用`interrupt()`方法后中断吗，答案是并不会，会一直打印，我们稍作修改：

这样程序就会在在中断时自己处理中断逻辑，但是千万不要在可能被中断的线程中调用`sleep()`方法，否则如果程序正在`sleep()`，突然收到中断通知，就会抛出`InterruptedException`，而且会清除中断标志，所以如果在线程中catch了这个异常，就会导致程序中断异常，还是会继续执行下去，我们再改一下就好了：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
        Thread thread = new Thread(() -> { 
            while (true) { 
                if(Thread.currentThread().isInterrupted()){ 
                    System.out.println("Ai ya, wo bei da duan la~");
                    break;
                }
                try { 
                    Thread.sleep(1000L);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
                System.out.println("Hello interrupt!");
            }
        });
    
        thread.start();
        Thread.sleep(100);
        thread.interrupt();
    }

这相当于是中断异常的时候捕获一下，重新打上中断标志。

中断相关的方法有三个：

*  `Thread().interrupt()`：实例方法，通知线程中断；
 *  `Thread().isInterrupted()`：实例方法，判断线程是否中断；
 *  `Thread.interrupted()`：静态方法，判断当前线程的中断状态，并清除中断标志，可以用来接收中断标志并清除；
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            Thread thread = new Thread(() -> { 
                while (true) { 
                    if(Thread.currentThread().isInterrupted()){ //中断标志不会被清除
                    //if(Thread.interrupted()){//接收一次中断信号，然后清除中断标志
                        System.out.println("Ai ya, wo bei da duan la~");
                    }else{ 
                        System.out.println("Hello interrupt!");
                    }
                }
            });
        
            thread.start();
            thread.interrupt();
        }
    
    上面这个程序会一直输出`Ai ya, wo bei da duan la~`，因为线程一旦被`Thread().interrupt()`中断，中断标志会一直存在，但是如果使用`Thread.interrupted()`中断就只会显示一次，然后继续正常执行。

### 等待(wait)和通知(notify) ###

`wait()`和`notify()/notifyAll()`方法并不是在`Thread`类中，而是在`Object`类中，这就意味着可以调用任何对象的这几个方法。

线程之间通过这些方法协作的过程是：如果在线程`A`中调用了`obj`对象的`wait()`方法，那么线程`A`就会暂停执行，然后加入到一个`obj`对象的等待队列，如果还有别的线程调用了`obj`对象的`wait()`方法，也会加到这个等待队列当中；当别的线程调用了`obj`对象的`notify()`方法后，这个等待队列中的某一个线程会被唤醒继续执行，这个被唤醒的线程是随机的，并不遵循队列的先进先出；`notifyAll()`方法是唤醒这个等待队列中的所有线程。

但是`wait()/notify()/notifyAll()`方法并不能随便调用，它们必须包含在对应的`synchronized`语句中，这几个方法在调用前都必须先获得`obj`对象的监视器，调用完成后再释放监视器。

public class WaitNotifyTest { 
    
        private final static Object obj = new Object();
        private final static int[] data = new int[2];
    
        public static void main(String[] args) { 
            //t0线程计算完成后，通知t1线程开始执行
            Thread t0 = new Thread(() -> { 
                synchronized (obj) { 
                    try { 
                        System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t0 start...");
                        //模拟计算
                        Thread.sleep(2000L);
                        data[0] = 100;
                        data[1] = 20;
                        obj.notify();
                        System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t0 end...");
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
    
            //t1线程的计算依赖于t0线程的结果，所以t1线程等待t0线程的通知
            Thread t1 = new Thread(() -> { 
                synchronized (obj) { 
                    try { 
                        System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t1 start...");
                        System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] wait for t0...");
                        obj.wait();
                        System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t1 result: " + 1D * data[0] / data[1]);
                        System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t1 end...");
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
    
            t0.start();
            t1.start();
        }
    
    }
    
    /** * [2018-11-19T21:51:54.475] t1 start... * [2018-11-19T21:51:54.475] wait for t0... * [2018-11-19T21:51:54.475] t0 start... * [2018-11-19T21:51:56.475] t0 end... * [2018-11-19T21:51:56.475] t1 result: 5.0 * [2018-11-19T21:51:56.476] t1 end... */

`wait()`方法和`sleep()`方法都可以传入时间，达到等待固定时间的效果，但是后者不会占用或释放任何资源。

### 挂起(suspend)和恢复(resume) ###

这两个方法是`Thread`类的实例方法，就是线程的暂停和恢复，这两个方法也是`Deprecated`，原因和`stop()`方法类似，`stop()`是潜在的数据不一致风险，`suspend()/resume()`是潜在的程序卡死(无限等待)风险。因为挂起的线程并不会释放资源，只有调用了该线程的`resume()`方法，被占用的资源才有可能被释放。假设被挂起的线程没有被恢复(大多数情况下是意外)，那么所有等待该线程释放资源的线程将无限等待下去，同时系统资源也会被占用，更糟糕的是，用`jstack`打印堆栈信息，居然发现挂起线程的状态时`RUNNABLE`，这给排查问题也带来了影响，所以不推荐使用这两个方法了。

public class WaitForever { 
    
        private final static Object object = new Object();
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            Thread t0 = new Thread(() -> { 
                synchronized (object){ 
                    System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t0 start...");
                    Thread.currentThread().suspend();
                }
            });
            Thread t1 = new Thread(() -> { 
                synchronized (object){ 
                    System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t1 start...");
                    Thread.currentThread().suspend();
                }
            });
    
            t0.start();
            //确保t1比t0后启动，由于t0挂起而且不释放资源，t1始终在等待资源释放，并没有执行
            Thread.sleep(100L);
            t1.start();
    
            t0.resume();
            //t1.resume()并没有生效，因为t0没有释放资源，t1 start后并没进入临界区
            //所以调用t1.resume()的时候，t1线程并没有挂起，也就是t1.resume()调用先于t1.suspend()
            //程序将永远不会停止，t1会永远被挂起
            t1.resume();
            t0.join();
            t1.join();
        }
    
    }
    /** * [2018-11-19T22:22:04.344] t0 start... * [2018-11-19T22:22:04.422] t0 end... * [2018-11-19T22:22:04.422] t1 start... */

### 等待线程结束(join)和谦让(yield) ###

`join()`是`Thread`的实例方法，在线程`A`中调用线程`B`的`join()`方法，表示线程`A`愿意等待线程`B`结束后在执行，和`wait()/notify()`类似，可以用于线程依赖与另一个线程结果的场景；

`yield()`方法是`Thread`的静态方法，一旦在线程中调用了`Thread.yield()`方法，就表示当前线程愿意让出`CPU`资源，可以先让其他线程先执行，但并不意味着该线程不再往下执行，让出CPU资源后依然会争夺CPU资源，但是能不能争夺到CPU、什么时候继续执行就不一定了。

下面用`join()`方法重新写上面的`wait()/notify()`达到的效果：

public class WaitNotifyTest { 
        private final static int[] data = new int[2];
    
        public static void main(String[] args) { 
            //t0线程计算完成后，通知t1线程开始执行
            Thread t0 = new Thread(() -> { 
                System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t0 start...");
                //模拟计算
                try { 
                    Thread.sleep(2000L);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
                data[0] = 100;
                data[1] = 20;
                System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t0 end...");
            });
    
            //t1线程的计算依赖于t0线程的结果，所以t1线程等待t0计算完成后再开始
            Thread t1 = new Thread(() -> { 
                System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t1 start...");
                try { 
                    System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] wait for t0...");
                    t0.join();
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t1 result: " + 1D * data[0] / data[1]);
                System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "] t1 end...");
            });
    
            t0.start();
            t1.start();
        }
    
    }

## volatile ##

这个关键字在JMM里提到过，一是保证对所有线程的可见性，另一个就是禁止指令重排。下面写个简单的例子证明这个关键字是有效的：

public class VolatileTest { 
    
        private boolean close = false;
    
        public void start() { 
            System.out.println("上班！");
    
            Thread boss = new Thread(() -> { 
                try { 
                    Thread.sleep(1000L);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("下班！");
                close = true;
            });
    
            Thread waiter = new Thread(() -> { 
                while (!close);
            });
    
            waiter.start();
            boss.start();
            System.out.println("回家！");
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            new VolatileTest().start();
        }
    }

运行上面的程序，理想状态下是

上班！
    服务员开始工作！
    老板开始工作！
    下班！
    老板下班！
    服务员下班！
    回家！

但是运行上面的程序会发现，服务员一直在工作，根本不会下班，程序一直在运行，不会结束。这是因为服务员首先看了一眼门口的营业状态是：营业中，然后在小本本上记下了状态，开始工作，下次确认的时候并没有去看门口的标志，而是看了看手上的小本本，发现一直是营业中，就一直工作到猝死，即使boss已经更把标志翻过来变成了打烊，服务员并没有被通知到，也没有主动去更新，老板只管把状态改了，自己知道下班了，不管员工知不知道。

如果给营业状态前加上`volatile`关键字，服务员就一定会下班，因为一旦加上`volatile`关键字，一旦状态被更新，任何使用营业状态的服务员小本本上的状态都会被强制擦掉，这样服务员在小本本上看不到状态，就会重新去门口看，那么肯定就会下班。

public class VolatileTest { 
    	//加上volatile关键字就一定会结束
        private volatile boolean close = false;
    
        public void start() { 
            System.out.println("上班！");
    
            Thread boss = new Thread(() -> { 
                try { 
                    Thread.sleep(1000L);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("下班！");
                close = true;
            });
    
            Thread waiter = new Thread(() -> { 
                while (!close);
            });
    
            waiter.start();
            boss.start();
            System.out.println("回家！");
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            new VolatileTest().start();
        }
    }

但是`volatile`关键字并不能保证原子性：

public class VolatileTest { 
    
        private static volatile int sum = 0;
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(100);
            for (int i = 1; i <= 100; i++) { 
                int finalI = i;
                executorService.submit(() -> sum += finalI);
            }
            executorService.shutdown();
            while(!executorService.isTerminated()){ 
                System.out.println("computing...");
            }
    
            System.out.println(sum);
        }
    }

打印的结果很大可能不是5050。

## 线程组 ##

一系列相关的的线程可以分配在一个线程组中方便管理：

public class ThreadGroupTest { 
    
        public static void main(String[] args) { 
            ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("FirstGroup");
            Thread thread1 = new Thread(threadGroup, new MyThread(), "thread1");
            Thread thread2 = new Thread(threadGroup, new MyThread(), "thread2");
            Thread thread3 = new Thread(threadGroup, new MyThread(), "thread3");
            thread1.start();
            thread2.start();
            thread3.start();
            System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "]active count: "+ threadGroup.activeCount());
            threadGroup.list();
        }
    
        public static class MyThread extends Thread{ 
    
            @Override
            public void run() { 
                String groupName = Thread.currentThread().getThreadGroup().getName();
                String threadName = Thread.currentThread().getName();
                while (true){ 
                    System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "][" + groupName + "-" + threadName + "] running...");
                    try { 
                        Thread.sleep(2000L);
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
    /** * [2018-11-24T15:59:16.415][FirstGroup-thread1] running... * [2018-11-24T15:59:16.415][FirstGroup-thread3] running... * [2018-11-24T15:59:16.415][FirstGroup-thread2] running... * [2018-11-24T15:59:16.415]active count: 3 * java.lang.ThreadGroup[name=FirstGroup,maxpri=10] * Thread[thread1,5,FirstGroup] * Thread[thread2,5,FirstGroup] * Thread[thread3,5,FirstGroup] * [2018-11-24T15:59:18.416][FirstGroup-thread1] running... * [2018-11-24T15:59:18.416][FirstGroup-thread2] running... * [2018-11-24T15:59:18.416][FirstGroup-thread3] running... * ... */

## 驻守后台：守护线程(Daemon) ##

守护线程和用户线程是相对的，跟它的名字一样，守护线程会在后台静默完成一些系统性的服务，比如GC线程、JIT线程等，这些线程没有什么具体的业务含义，当一个系统中只有守护线程的时候，整个Java虚拟机就会退出：

public class DamonTest { 
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            Thread thread = new Thread(() -> { 
                while (true){ 
                    System.out.println("daemon thread running....");
                    try { 
                        Thread.sleep(1000L);
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
            thread.setDaemon(true);//设置为守护线程
            thread.start();
    
            Thread.sleep(5000L);
        }
    }
    /** * daemon thread running.... * daemon thread running.... * daemon thread running.... * daemon thread running.... * daemon thread running.... * Process finished with exit code 0 */

上面的程序设置thread线为守护线程，一旦所有用户线程结束，这个线程将自动结束，虚拟机退出。如果不使用`thread.setDaemon(true);`即使main方法执行完毕，thread依然会不停地打印`daemon thread running....`。同时，设置守护线程必须在调用`start()`方法之前，否则会抛出`java.lang.IllegalThreadStateException`，线程依然是当做用户线程执行，不会在主线程结束后停止打印。

## 线程优先级 ##

线程的优先级越高，在争夺资源的时候更有优势，这也不是绝对的，因为运气不好高优先级的线程也会抢占资源失败。这种控制是不精确的，各个平台、系统状态下表现都不一样，可能导致一个较低优先级的线程一直抢占不到资源，出现饿死的情况，因此优先级需要慎用，最好在应用层自己解决优先级问题。

`Thread`类中有三个静态常量标识常用的线程优先级：

/** * The minimum priority that a thread can have. */
        public final static int MIN_PRIORITY = 1;
    
       /** * The default priority that is assigned to a thread. */
        public final static int NORM_PRIORITY = 5;
    
        /** * The maximum priority that a thread can have. */
        public final static int MAX_PRIORITY = 10;

优先级只能在1-·0之间，数字越大优先级越高，越有可能争夺到资源。下面的例子模拟不同优先级线程执行的差别：一个线程组中有3个不同优先级的线程，每个线程都会争夺同一个资源，最终三个线程占用资源的次数是一样的，多运行几次，看看三个线程谁先结束：

public class ThreadPriorityTest { 
    
        public static void main(String[] args) { 
            ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("FirstGroup");
            Thread thread1 = new Thread(threadGroup, new MyThread(), "thread1");
            Thread thread5 = new Thread(threadGroup, new MyThread(), "thread5");
            Thread thread10 = new Thread(threadGroup, new MyThread(), "thread10");
    
            thread1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
            thread5.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
            thread10.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
    
            thread1.start();
            thread5.start();
            thread10.start();
            System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "]active count: "+ threadGroup.activeCount());
            threadGroup.list();
        }
    
        public static class MyThread extends Thread{ 
    
            @Override
            public void run() { 
                String groupName = Thread.currentThread().getThreadGroup().getName();
                String threadName = Thread.currentThread().getName();
                int count = 0;
                while (count < 100000000){ 
                    synchronized (ThreadPriorityTest.class){ 
                        count++;
                    }
                }
                System.out.println("[" + LocalDateTime.now().toString() + "][" + groupName + "-" + threadName + "] finish...");
            }
        }
    
    }
    
    /** * [2018-11-24T16:27:58.931]active count: 3 * java.lang.ThreadGroup[name=FirstGroup,maxpri=10] * Thread[thread1,1,FirstGroup] * Thread[thread5,5,FirstGroup] * Thread[thread10,10,FirstGroup] * [2018-11-24T16:28:07.467][FirstGroup-thread10] finish... * [2018-11-24T16:28:08.497][FirstGroup-thread5] finish... * [2018-11-24T16:28:08.800][FirstGroup-thread1] finish... * Process finished with exit code 0 */

结果不总是按照优先级高的先完成，这也证明了前面说的优先级高的也不一定能百分百争夺到资源，但是多执行几次，高优先级的总是会倾向于先执行完毕。

## 线程安全与synchronized ##

什么是线程安全？每本书都有每本书的解释，每个人都有不同的描述，如果让我一句话来总结一下就是：多线程系统中，每次执行都能达到预期的结果，跟单线程执行结果一致。发散来讲又会提到原子性、可见性和一致性。

Java中保证线程安全有一个非常重要的关键字`synchronized`，其工作原理是对可能产生线程安全的代码块加锁，使得每一次只有一个线程进入同步块，从而保证线程间的安全性。`synchronized`的用法有：

*  指定加锁对象：进入同步块代码时，需要获得对象的锁；
 *  直接作用与实例方法：相当于对当前实例加锁，进入方法前需要获得当前实例的锁；
 *  直接作用于静态方法：相当于对当前类加锁，进入方法前需要获得当前类的锁。

public class SynchronizedTest { 
    
        private static int sum0 = 0;
        private static int sum1 = 0;
        private static int sum2 = 0;
        private static int sum3 = 0;
        private static int sum4 = 0;
        private static int sum5 = 0;
        private static int sum6 = 0;
    
        public static void main(String[] args) { 
            for (int i = 1; i <= 100; i++) { 
                sum0 += i;
            }
    
            for (int i = 1; i <= 100; i++) { 
                int finalI = i;
                new Thread(() -> sum1 += finalI).start();
            }
    
            Object o = new Object();
            for (int i = 1; i <= 100; i++) { 
                int finalI = i;
                new Thread(() -> { 
                    synchronized (o){ 
                        sum2 += finalI;
                    }
                }).start();
            }
    
            for (int i = 1; i <= 100; i++) { 
                int finalI = i;
                new Thread(new Thread(() -> incSum3(finalI))).start();
            }
    
            for (int i = 1; i <= 100; i++) { 
                int finalI = i;
                new Thread(new Thread(() -> incSum4(finalI))).start();
            }
    
            SynchronizedTest test = new SynchronizedTest();
            for (int i = 1; i <= 100; i++) { 
                int finalI = i;
                new Thread(new Thread(() -> test.incSum5(finalI))).start();
            }
            for (int i = 1; i <= 100; i++) { 
                int finalI = i;
                new Thread(new Thread(() -> test.incSum6(finalI))).start();
            }
    
    
            System.out.println("sum0 = " + sum0);//5050
            System.out.println("sum1 = " + sum1);//不一定5050
            System.out.println("sum2 = " + sum2);//5050
            System.out.println("sum3 = " + sum3);//不一定5050
            System.out.println("sum4 = " + sum4);//5050
            System.out.println("sum5 = " + sum5);//不一定5050
            System.out.println("sum6 = " + sum6);//5050
        }
    
        private static void incSum3(int inc){ 
            sum3 += inc;
        }
    
        private static synchronized void incSum4(int inc){ 
            sum4 += inc;
        }
    
        public void incSum5(int inc){ 
            sum5 += inc;
        }
    
        public synchronized void incSum6(int inc){ 
            sum6 += inc;
        }
    
    }

那么再看看下面的代码是否能保证线程安全：

public class ThreadI { 
    
        private static Integer sum = 0;
    
        public static void main(String[] args) { 
            for (int i = 1; i <= 100; i++) { 
                int finalI = i;
                new Thread(() -> { 
                    synchronized (sum){ 
                        sum += finalI;
                    }
                }).start();
            }
            System.out.println(sum);
        }
    
    }

看起来是没有毛病的：每次累加前都获取sum的锁，这样就不会产生线程安全问题了，但是实际上结果并不一定是5050。原因是，`Integer`等包装类和`String`一样都是`final`的不变对象，一旦创建就不能改变，那`i++`或`s += "abc"`是怎么实现的呢？本质是创建一个新的对象让它的值等于计算后的值，所以每次获取到的锁并不在同一个对象上，所以不能保证线程安全。

## 并发下的容器 ##

*  `ArrayList`：多个线程同时向`ArrayList`中add元素，可能会出现不同的结果，运气好的话，和串行执行结果一致，更多情况下是元素个数不对，先后顺序不对，甚至数组越界(一个线程正在扩容，另一个线程没等扩容完毕就开始访问索引)；
 *  `HashMap`：多个线程同时向`HashMap`中put元素，同样会出现三种可能的结果，第一种是正常结束，第二种是元素个数不对，因为hash冲突的时候，可能向桶里的同一位置插入元素，导致某一个节点丢失，最后一种情况相当危险，因为可能导致程序卡死甚至崩溃，原因在于桶里的链表在多线程情况下可能变成一个循环链表，在put操作时会遍历这个链表，如果是一个环，那么肯定死循环。但是Java8中已经不存在这样的情况了，因为Java8对HashMap做了很多优化规避了这个问题，但是多线程下仍然不能使用HashMap，最简单的解决办法就是使用`ConcurrentHashMap`代替。