List集合多線程并發(fā)條件下不安全如何解決

更新時間：2021年12月28日 09:07:17 作者：DT辰白

List是我們常用的集合，但是在多線程并發(fā)的條件下，會出現安全問題嗎？下面我們就來測試一下，如果出現安全問題，該如何解決，感興趣的可以了解一下

前言

在日常開發(fā)過程中，List是我們常用的集合，比如查詢數據庫內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，會出現安全問題嗎？下面我們就來測試一下，如果出現安全問題，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，有多個線程調用的時候，寫入的時候，復制一份，避免覆蓋造成數據問題。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);//拷貝新數組
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);//將引用指向新數組
        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。