ArrayList、HashSet和HashMap线程不安全的解决办法

一、ArrayList的一个不安全的案例

​ 我们都知道 ArrayList 是一个线程不安全的集合类，下面是一段 ArrayList 不安全的代码：

List<String> list= new ArrayList<>();
for (int i = 1; i <=30; i++) {
    new Thread(()->{
        list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(1,8));
        System.out.println(list);
    },String.valueOf(i)).start();
}

​ 我们可以看到运行结果报错，错误为并发修改异常ConcurrentModificationException，如下图所示：

二、解决线程不安全问题

​ 可以通过以下三个方法解决 ArrayList 线程不安全的问题：

​ 1、使用 Vector 集合，该集合同样实现了 List 接口，但是它的add()方法加上了synchronized保证了线程安全性；

​ 2、使用集合工具类 Collections，该类中封装了很多关于集合操作的方法，方法 synchronizedList(new ArrayList<>())便是对 ArrayList 进行了封装，使其解决不安全问题；

​ 3、使用写时复制 CopyOnWriteArrayList进行操作：

• 往容器添加元素的时候,不直接往当前容器object[]添加，而是先将当前容器object[]进行复制出一个新的object[] newElements ‘
• 然后向新容器object[] newElements 里面添加元素；
• 添加元素后再将原容器的引用指向新的容器 setArray(newElements)。

​ 这样的好处是可以对copyOnWrite容器进行并发的读，而不需要加锁。因为当前容器不会添加任何容器。所以copyOnwrite容器也是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。其源码如下：

public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

三、HashSet和HashMap的解决办法

​ HashSet 和 HashMap 的解决办法同 ArrayList 类似。其在多线程操作时也会报并发修改异常的错误。其中Collections中有synchronizedMap()和synchronizedSet()方法。还可以使用CopyOnWriteArraySet<>()和ConcurrentHashMap<>()方法。