看看那些不安全的List、Set、Map

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1. 不安全的Map

示例代码:

public class ListDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 定义一个存储
        Map map = new HashMap();
        // 循环生成10个线程
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            // 每个线程存入10000个数据
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    map.put(Thread.currentThread().getName() + j, UUID.randomUUID());
                }
            }).start();
        }
        // 休眠等待线程跑完
        Thread.sleep(100);
        // 输出集合数量
        System.out.println("map的数量为:"+map.size());
    }
}

示例结果:

2. 线程安全的解决方法

  • Collections

使用  Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());  将HashMap转换为安全的Map

但是无论是读取还是写入,它都会进行加锁,当我们并发级别特别高,线程之间在任何操作上都会进行等待,因此在某些场景中它不是最好的选择。

  • ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap 采用了分段锁技术,其中 Segment 继承于 ReentrantLock。不会像 HashTable 那样不管是 put 还是 get 操作都需要做同步处理,理论上 ConcurrentHashMap 支持 CurrencyLevel (Segment 数组数量)的线程并发。每当一个线程占用锁访问一个 Segment 时,不会影响到其他的 Segment。

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 2. 不安全的HashSet

小知识:HashSet的底层是HashMap,抛弃了value只用了key

示例代码:

public class ListDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 定义一个存储
        Set list = new HashSet();
        // 循环生成10个线程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            // 每个线程存入10000个数据
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 10000; j++) {
                    list.add(Thread.currentThread().getName() + j);
                }
            }).start();
        }
        // 休眠等待线程跑完
        Thread.sleep(100);
        // 输出集合数量
        System.out.println("list的数量为:"+list.size());
    }
}

示例结果:

线程安全的解决方法

  • Collections

使用   Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());  将Set转换为安全的Set

但是无论是读取还是写入,它都会进行加锁,当我们并发级别特别高,线程之间在任何操作上都会进行等待,因此在某些场景中它不是最好的选择。

  • CopyOnWriteArraySet

CopyOnWriteArraySet 用的就是 CopyOnWriteArrayList,看源代码

关于CopyOnWriteArrayList 翻看之前的:不安全的集合类ArrayList 

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 3. 不安全的ArrayList

小知识:ArrayList的默认长度是10

示例代码:

public class ListDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 定义一个存储
        List list = new ArrayList<>();
        // 循环生成10个线程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            // 每个线程存入10000个数据
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 10000; j++) {
                    list.add(Thread.currentThread().getName() + j);
                }
            }).start();
        }
        // 休眠等待线程跑完
        Thread.sleep(100);
        // 输出集合数量
        System.out.println("list的数量为:"+list.size());
    }
}

示例结果:

上面的结果显示,10个线程每个插入1w个数据结果数量却不足10w,丢失了数据,因为ArrayList没有对多线程的处理

线程安全的解决方法

  • Vector

如果想的是加锁处理的话,在List的实现类里已经有了Vector

Vector的add源码:

将ArrayList该为Vector再执行示例代码,数量输出正确

  • Collections
    

使用  Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());  将ArrayList转换为安全的List

但是无论是读取还是写入,它都会进行加锁,当我们并发级别特别高,线程之间在任何操作上都会进行等待,因此在某些场景中它不是最好的选择。

  • CopyOnWriteArrayList
    

看一下CopyOnWriteArrayList的add源码

可以看到它用了lock锁,CopyOnWriteArrayList是进行了读写分离的操作,写的时候是通过复制原有的数组并长度+1,将值插入到新的数组中,所以它的读取操作并不会受到影响,而且在定义数组的时候加了volatile保证了内存可见。

读取操作完全没有使用任何的同步控制或者是加锁,这是因为array数组内部结构不会发生任何改变,只会被另外一个array所替换,因此读取是线程安全的。

所以在读取操作频繁的时候可以考虑这种方式,而在写入频繁的时候建议使用Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()),因为每次写入CopyOnWriteArrayList都会创建一个新的数组,如果插入频繁的话会内存消耗较大,所以合理运用