集合類安全問題

集合類安全問題

集合類在寫項目的過程中使用的十分頻繁，但其實常用的幾種集合類並不是線程安全的，在多線程的場景下使用可能會出現問題，用一個小case來模擬一下，本文采用ArrayList爲例，Map和Set原理類似。

Eg: 新建個字符串集合，遍歷，一邊往集合裏寫數據，一邊打印集合內數據。

public static void main(String[] args) {
	List<String> list = new ArrayList<>();

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        new Thread(() -> {
            list.add(UUID.randomUUID().toString());
            System.out.println(list);
        }, "A").start();
    }   
}

運行會報出如下錯誤：java.util.ConcurrentModificationException

java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:907) at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:857)
at java.util.AbstractCollection.toString(AbstractCollection.java:461)
at java.lang.String.valueOf(String.java:2994)
at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:821)
at app.noSafeDemo.lambda$0(noSafeDemo.java:20)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

解決方法

1. 使用Vector

使用線程安全的Vector，代碼進行稍微修改。

public static void main(String[] args) {
	List<String> list = new Vector<>();
	
	for (int i = 0; i < 15; i++) {
	    new Thread(() -> {
	        list.add(UUID.randomUUID().toString());
	        System.out.println(list);
	    }, "A").start();
	}   
}

Vector爲什麼可以做到線程安全？通過Jdk源碼查看，可以看出，Vector的add方法使用了synchronized關鍵字修飾。

2. Collections工具類

Collections工具類是Jdk提供的工具類，包含了多種多樣的接口幫助我們將集合包裝成線程安全的。

public static void main(String[] args) {
	List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
	
	for (int i = 0; i < 15; i++) {
	    new Thread(() -> {
	        list.add(UUID.randomUUID().toString());
	        System.out.println(list);
	    }, "A").start();
	}
}

3. CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList是JUC中提供的接口，它的底層採用了寫時複製，讀寫分離的思想，在往集合容器中添加元素時，不會直接加入集合中的Object[]，而是先將Object[]複製一份成Object[] newElements，向Object[] newElements添加，添加完成後將引用指向Object[] newElements。

我們通過源碼來具體看看是怎麼執行的。

public static void main(String[] args) {
	 List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
	
	 for (int i = 0; i < 15; i++) {
	     new Thread(() -> {
	         list.add(UUID.randomUUID().toString());
	         System.out.println(list);
	     }, "A").start();
	 }
}