List

ArrayList不是线程安全类，在多线程同时写的情况下，会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 300; i++) {
            new Thread(() -> {
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + list);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

运行结果

解决方法：

1.使用Vector（ArrayList所有方法加synchronized，太重）。
2.使用Collections.synchronizedList()转换成线程安全类。
3.使用java.concurrent.CopyOnWriteArrayList（推荐）。

CopyOnWriteArrayList

这是JUC的类，通过写时复制来实现读写分离。比如其add()方法，就是先复制一个新数组，长度为原数组长度+1，然后将新数组最后一个元素设为添加的元素。

public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        //得到旧数组
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        //复制新数组
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        //设置新元素
        newElements[len] = e;
        //设置新数组
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

Set

跟List类似，HashSet和TreeSet都不是线程安全的，与之对应的有CopyOnWriteSet这个线程安全类。这个类底层维护了一个CopyOnWriteArrayList数组。

private final CopyOnWriteArrayList<E> al;
public CopyOnWriteArraySet() {
    al = new CopyOnWriteArrayList<E>();
}

HashSet和HashMap

HashSet底层是用HashMap实现的。既然是用HashMap实现的，那HashMap.put()需要传两个参数，而HashSet.add()只传一个参数，这是为什么？
实际上HashSet.add()就是调用的HashMap.put()，只不过Value被写死了，是一个private static final Object对象。

Map

HashMap不是线程安全的，Hashtable是线程安全的，但是跟Vector类似，太重量级。所以也有类似CopyOnWriteMap，只不过叫ConcurrentHashMap。

List、Set、Map线程安全的代码

public class ContainerNotSafeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        listNotSafe();
        setNotSafe();
        mapNotSafe();
    }

    private static void mapNotSafe() {
        Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
        for (int i = 1; i <= 300; i++) {
            new Thread(() -> {
                map.put(Thread.currentThread().getName(), UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + map);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }

    private static void setNotSafe() {
        Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();
        for (int i = 1; i <= 300; i++) {
            new Thread(() -> {
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + set);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }

    private static void listNotSafe() {
        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 300; i++) {
            new Thread(() -> {
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + list);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

集合类线程不安全

List

CopyOnWriteArrayList

Set

HashSet和HashMap

Map