集合类不安全
ArrayList
集合类不安全
- 故障现象
java.util.ConcurrentModificationException
- 导致原因 多线程对集合的并发操作导致并发修改异常的产生
- 解决方案
Vector(加synchronized)
Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())
使用同步代码块CopyOnWriteArrayList
(写时复制ReentrantLock
)
- 优化建议
package com.zbiti.juc;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
//ArrayList集合类不安全
//故障现象 java.util.ConcurrentModificationException
//导致原因 多线程对集合的并发操作导致并发修改异常的产生
//解决方案 Vector(加synchronized)--->Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())使用同步代码块--->CopyOnWriteArrayList(写时复制ReentrantLock)
//优化建议
@Slf4j
public class CopyOnWriteArrayListExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CopyOnWriteArrayListExample.testArrayList();
// CopyOnWriteArrayListExample.testVector();
// CopyOnWriteArrayListExample.testCollectionsSynchronizedList();
// CopyOnWriteArrayListExample.testCopyOnWriteArrayList();
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
}
static void testArrayList() {
List list = new ArrayList();
for (int i = 1; i <= 30; i++) {
new Thread(() -> {
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
System.out.println(list);
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
static void testVector() {
List list = new Vector();
for (int i = 1; i <= 30; i++) {
new Thread(() -> {
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
System.out.println(list);
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
static void testCollectionsSynchronizedList() {
List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
for (int i = 1; i <= 30; i++) {
new Thread(() -> {
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
System.out.println(list);
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
static void testCopyOnWriteArrayList() {
List list = new CopyOnWriteArrayList();
for (int i = 1; i <= 30; i++) {
new Thread(() -> {
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
System.out.println(list);
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}
源码
Vector添加操作
使用了synchronized
,底层关键字,重量级锁,会阻塞其它线程
/**
* Appends the specified element to the end of this Vector.
*
* @param e element to be appended to this Vector
* @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
* @since 1.2
*/
public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}
Collections.synchronizedList
添加操作
使用synchronized
同步代码块
public boolean add(E e) {
synchronized (mutex) {return c.add(e);}
}
CopyOnWriteArrayList
的添加操作
使用了ReentrantLock
锁,这是JavaAPI
层面的锁,属于轻量级的锁,会阻塞其它线程
/**
* 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;
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();
}
}
ArrayList
剖析
底层数据结构
Object
类型的数组结构
数组的的默认值
既然底层数据结构是Object
类型的数组结构,那么数组是一段连续的内存空间
HashSet
剖析
底层数据结构
底层数据结构是HashMap
添加操作
HashSet
的添加操作使用的是HashMap
的put
操作,来保证数据的唯一性,因为HashMap
的键是不可重复的
举一反三
Collections
工具类
CopyOnWriteArrayList
写时复制
ConcurrentHashMap
底层并不是用写时复制的思想来控制多线程并发安全的,而是直接用Node
数组+链表+红黑树的数据结构来实现,并发控制使用Synchronized
和CAS
来操作,整个看起来就像是优化过且线程安全的HashMap
参考
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