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集合类不安全

List不安全

ArrayList 在并发情况下是不安全的！

会报 java.util.ConcurrentModificationException 并发修改异常

解决办法:

List list = new Vector<>();
Listlist = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
List list = new CopyOnWriteArrayList<>();

CopyOnWriteArrayList：写入时复制！ COW 计算机程序设计领域的一种优化策略

多个线程调用的时候，list，读取的时候，固定的，写入（存在覆盖操作）；在写入的时候避免覆盖，造成数据错乱的问题

CopyOnWriteArrayList比Vector厉害在哪里？

Vector底层是使用synchronized关键字来实现的：效率特别低下。

CopyOnWriteArrayList使用的是Lock锁，效率会更加高效！

set不安全

和List、Set同级的还有一个BlockingQueue 阻塞队列；

Set和List同理可得: 多线程情况下，普通的Set集合是线程不安全的；

解决方案还是两种：

使用Collections工具类的synchronized包装的Set类使用CopyOnWriteArraySet 写入复制的JUC解决方案

 // java.util.ConcurrentModificationException  并发修改异常
 public class SetTest {
     public static void main(String[] args) {
       //  Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());//解决方案1
         Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();//解决方案2
 
         for (int i = 1; i < 10; i++) {
             new Thread(()->{
                 set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                 System.out.println(set);
             },String.valueOf(i)).start();
 
         }
     }
 }

hasSet的底层是什么？

add 本质其实就是一个map的key，map的key是无法重复的，所以使用的就是map存储

hashSet就是使用了hashmap key不能重复的原理

 //PRESENT是什么？ 是一个常量  不会改变的常量  无用的占位
 private static final Object PRESENT = new Object();

Map不安全

 // java.util.ConcurrentModificationException  并发修改异常
 
 public class MapTest {
     public static void main(String[] args) {
         //map 是这样用的吗？不是，工作中不用HshMap
         //默认等价于：  new HashMap<>(16,0.75);
         //Map<String , String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
         ConcurrentMap<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
 
         for (int i = 1; i < 30; i++) {
             new Thread(()->{
                 map.put(Thread.currentThread().getName(), UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                 System.out.println(map);
             },String.valueOf(i)).start();
         }
     }
 
 
 }

ConcurrentHashMap底层实现原理

ConcurrentHashMap的整体架构

如图，这是ConcurrentHashMap在jdk1.8中的存储结构，它是由数据，单项链表，红黑树来构成，当我们去初始化一个ConcurrentHashMap实例的时候，默认会初始化一个长度等于16的数组，由于ConcurrentHashMap它的核心仍然是Hash表，所以必然会存在Hash冲突的问题，所以ConcurrentHashMap采用链式寻址的方式，来解决Hash表的冲突，当Hash冲突比较多的时候，会造成链表长度较长的问题，这种会使得ConcurrentHashMap中的一个数组元素的查询复杂度会增加，所以在jdk1.8里面，引入了红黑树的机制，当数组长度大于64并且链表长度大于等于8的时候，单向链表会转化成红黑树，另外随着ConcurrentHashMap的一个动态扩容，一旦链表的长度小于8，红黑树会退化成单向链表

ConcurrentHashMap的基本功能

ConcurrentHashMap本质上是一个HashMap，因此功能和HashMap是一样的，但是ConcurrentHashMap在HashMap的基础上提供了并发安全的一个实现。并发安全的主要实现主要通过对于Node节点去加锁，来保证数据更新的安全性

ConcurrentHashMap在性能方面的优化

如何在并发性能和数据安全性之间去做好平衡，在很多地方都有类似的设计，比如说cpu的三级缓存，mysql的buffer_poor,Synchronized的一个锁升级等等，ConcurrentHashMap也做了类似一个优化，主要体现在几个方面

在jdk1.8里面ConcurrentHashMap锁的粒度，是数组中的某一个节点，而在jdk1.7里面。它锁定的是Segment，锁的范围要更大，所以性能上它会更低。
引入红黑树这样一个机制，去降低了数据查询的时间复杂度，红黑树的时间复杂度实是O(logn)

如图,当数组长度不够的时候，ConcurrentHashMap它需要对数组进行扩容,而在扩容时间上，ConcurrentHashMap引入了多线程并发扩容的一个实现，简单来说多个线程对原始数组进行分片，分片之后，每个线程去负责一个分片的数据迁移，从而去整体的提升了扩容过程中的数据迁移的一个效率

ConcurrentHashMap它有一个size()方法来获取总的元素个数，而在多线程并发场景中，在保证原子性的前提下去实现元素个数的累加，性能是非常低的，所以ConcurrentHashMap这个方面做了两个优化

如图，当线程竞争不激烈的时候，直接采用CAS的方式，来实现元素个数的一个递增

如果线程竞争化比较激烈的情况下，使用一个数组来维护元素个数，如果要增加总的元素个数的时候，直接从数组中随机选择一个，在通过CAS算法来实现原子递增,它的核心思想是引入数组来实现并发更新的一个负载

多线程进阶-JUC

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集合类不安全

ConcurrentHashMap底层实现原理