List集合多線程并發(fā)條件下不安全如何解決
前言
在日常開發(fā)過程中,List是我們常用的集合,比如查詢數(shù)據(jù)庫內(nèi)容返回值比會用一個集合來裝,但是在多線程并發(fā)的條件下,會出現(xiàn)安全問題嗎?下面我們就來測試一下,如果出現(xiàn)安全問題,該如何解決.
一、List集合使用模擬并發(fā)測試
1.1 單線程環(huán)境下
public static void main(String[] args) {
// List集合
List<String> list = new ArrayList<>();
// 循環(huán)插入
for (int i = 0; i < 10; i++) {
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
System.out.println(list);
}
}

可以看到單線程條件下,我們做list的插入操作完全沒問題,下面我們來模擬并發(fā)條件下執(zhí)行,會出現(xiàn)什么問題。
1.2 多線程環(huán)境下
public static void main(String[] args) {
// List集合
List<String> list = new ArrayList<>();
// 循環(huán)插入
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// 開啟線程執(zhí)行
new Thread(()->{
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
System.out.println(list);
},"線程List").start();
}
}

ArrayList在迭代的時候如果同時對其進行修改就會拋出java.util.ConcurrentModificationException異常,就是并發(fā)修改異常。
二、解決方案
2.1 使用Vector類
public static void main(String[] args) {
// List集合
List<String> list = new Vector<>();
// 循環(huán)插入
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// 開啟線程執(zhí)行
new Thread(()->{
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
System.out.println(list);
},"線程List").start();
}
}
Vector 是同步訪問的,它的add方法底層加了synchronized關鍵字修飾。

測試結果:

2.1 使用Collections.synchronizedList
public static void main(String[] args) {
// List集合
List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
// 循環(huán)插入
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// 開啟線程執(zhí)行
new Thread(()->{
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
System.out.println(list);
},"線程List").start();
}
}
查看底層源碼可以發(fā)現(xiàn)他也使用了synchronized關鍵字修飾。

2.3 使用并發(fā)容器CopyOnWriteArrayList
public static void main(String[] args) {
// List集合
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
// 循環(huán)插入
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// 開啟線程執(zhí)行
new Thread(()->{
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
System.out.println(list);
},"線程List").start();
}
}
查看源碼它使用的是lock鎖機制。

寫入時復制,有多個線程調(diào)用的時候,寫入的時候,復制一份,避免覆蓋造成數(shù)據(jù)問題。就是在寫的時候不對原集合進行修改,而是重新復制一份,修改完之后,再移動指針。
從JDK1.5開始Java并發(fā)包里提供了兩個使用CopyOnWrite機制實現(xiàn)的并發(fā)容器,它們是CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。CopyOnWrite容器非常有用,可以在非常多的并發(fā)場景中使用到。
解讀源碼:
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
final ReentrantLock lock = this.lock;//可重入鎖
lock.lock();//加鎖
try {
Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);//拷貝新數(shù)組
newElements[len] = e;
setArray(newElements);//將引用指向新數(shù)組
return true;
} finally {
lock.unlock();//解鎖
}
}
add()在添加集合的時候加上了鎖,保證了同步,避免了多線程寫的時候會Copy出N個副本出來。
總結
CopyOnWriteArrayList使用場景:讀多寫少(白名單,黑名單,商品類目的訪問和更新場景),集合不大。所以一般來說,我們都會使用JUC包下給我們提供的線程安全容器,而不是使用老一代的線程安全容器。
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