Java并发编程:集合的线程安全问题演示与解决

培训教学 潘老师 5个月前 (11-20) 122 ℃ (0) 扫码查看

本文主要讲解Java并发编程:集合的线程安全问题演示与解决相关内容,我们来一起学习下吧!

List集合线程不安全

为了演示 List集合线程不安全的问题,我们创建10个线程对同一个List集合进行修改:

public class ThreadDemo4 {

    public static void main(String[] args) {
        //创建ArrayList集合
        List<String> list = new ArrayList<>();
        //创建线程对list进行修改
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
     
            new Thread(()->{
                //往集合中添加元素
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                //获取集合中的元素
                System.out.println(list);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

运动代码发现直接报错:ConcurrentModificationException,类似如下:

错误原因:访问的同时又在进行修改

解决方案1:Vector

将arrayList替换为Vector

//创建集合
List<String> list = new Vector<>();

然后再去试下就不报错了,这是为什么?因为Vector中的方法都加了synchronized关键字,例如add方法:

public synchronized boolean add(E e) {
    modCount++;
    ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
    elementData[elementCount++] = e;
    return true;
}

也就是说ArrayList中方法是线程不安全的,而Vector中方法是线程安全的。

解决方案2:Collection.synchronizedList()

利用Collections的静态方法synchronizedList

List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());

解决方案3 :CopyOnWriteArrayList

写时复制技术:当有元素要往列表中添加元素时,会先复制一份原列表,添加好元素后,将原引用指向新的列表。

因为是复制一份进行写操作的,所以同时有其他线程要读时,依然可以对原数组进行读操作。缺点就是:可能读的不是最新的元素。

我们看下add方法源码:

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();
    }
}

可见其实是使用了ReentrantLock 可重入锁进行实现线程安全的。既照顾了并发读,也实现了独立写。适合读多写少的应用场景。

HashSet集合线程不安全

HashSet集合本身也是线程不安全的,这里我们演示10个线程对同一个hashSet进行读写操作。

public class TestTread {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
   
            new Thread(()->{
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                System.out.println(set);
            }, "thread"+i).start();
        }
    }
}

同ArrayList一样,报错了,如果你测试不报错,那就加大线程数量效果更明显:
解决方案:可以使用CopyOnWriteArraySet()或Collections.synchronizedSet()来解决

HashMap线程不安全

同样地,HashMap也是线程不安全的,代码演示:

public class ThreadDemo6 {
   
    public static void main(String[] args) {

        Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
     
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
                hashMap.put(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8), finalI);
                System.out.println(hashMap);
            }).start();
        }
    }
}

运行也会报错如下:

解决方案就是使用ConcurrentHashMap()或者Collections.synchronizedMap()来实现线程安全。

总结

以上就是Java并发编程:集合的线程安全问题演示与解决相关内容,希望对你有帮助,欢迎持续关注潘子夜个人博客,学习愉快哦!


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