Java并发多线程编程——集合类线程不安全之ArrayList的示例及解决方案

一、集合类ArrayList线程不安全的代码示例二、集合类ArrayList线程不安全的故障现象三、集合类ArrayList线程不安全的原因四、集合类ArrayList线程不安全的解决方案

4.1、解决方式一：通过vector集合类解决（不建议）4.2、解决方式二：通过Collections工具类解决4.3、解决方式三：通过JUC包下的写时复制集合类解决 五、CopyOnWriteArrayList线程安全的源码解析

代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.UUID;

public class ContainerNotSafe {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList<>();
        //模拟10个线程，往ArrayList集合中添加数据
        for(int i=1;i<=10;i++){
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(list);
            }).start();
        }

    }
}

输出结果如下：

报 java.util.ConcurrentModificationException 异常错误
三、集合类ArrayList线程不安全的原因

并发争抢修改导致报 java.util.ConcurrentModificationException 异常错误。 四、集合类ArrayList线程不安全的解决方案 4.1、解决方式一：通过vector集合类解决（不建议）

代码

import java.util.*;

public class ContainerNotSafe {
    public static void main(String[] args) {
        Vector list = new Vector<>();
        //模拟10个线程，往Vector集合中添加数据
        for(int i=1;i<=10;i++){
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(list);
            }).start();
        }

    }
}

输出结果如下：

不建议使用vector集合类解决的原因

（1）、Vector集合类于JDK1.0版本出现，Vector通过加锁的方式实现，保证了数据一致性，但是并发性下降。

（2）、ArrayList集合类于JDK1.2版本出现。ArrayList为了杜绝了Vector的情况，是一种不加锁的集合类，并发性加强，但是不保证线程的安全性。

代码

import java.util.*;

public class ContainerNotSafe {
    public static void main(String[] args) {
        List list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
        //模拟10个线程，往synchronizedList集合中添加数据
        for(int i=1;i<=10;i++){
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(list);
            }).start();
        }

    }
}

输出结果如下：

jdk1.8 API中的写时复制集合类截图如下：

代码

import java.util.*;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class ContainerNotSafe {
    public static void main(String[] args) {
        List list=new CopyOnWriteArrayList<>();
        //模拟10个线程，往ArrayList集合中添加数据
        for(int i=1;i<=10;i++){
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(list);
            }).start();
        }

    }
}

输出结果如下：

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();
    }
}

源码截图如下

【源码的理解】

写时复制 （copyOnWrite容器 ）即写时复制的容器， 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copy 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。