栏目分类:
子分类:
返回
名师互学网用户登录
快速导航关闭
当前搜索
当前分类
子分类
实用工具
热门搜索
名师互学网 > IT > 软件开发 > 后端开发 > Java

JUC高并发编程(06) -- 集合的线程安全 -- HashSet集合和HashMap集合

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

JUC高并发编程(06) -- 集合的线程安全 -- HashSet集合和HashMap集合

JUC高并发编程 五、集合的线程安全 5.2)HashSet集合线程

5.2.1)HashSet集合线程不安全案例展示

代码如下:

// HashSet集合线程不安全案例展示
public class HashSetErrorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //演示Hashset
        Set set = new HashSet<>();
        
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(() -> {
                //向集合添加内容
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                //从集合获取内容
                System.out.println(set);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

输出:

java.util.ConcurrentModificationException at java.util.HashMapKeyIterator.next(HashMap.java:1469) at java.util.AbstractCollection.toString(AbstractCollection.java:461) at java.lang.String.valueOf(String.java:2994) at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:821) at com.study.collection.HashSetErrorDemo.lambda0(HashSetErrorDemo.java:25) at java.lang.Thread.run(Thread.java:748) java.util.ConcurrentModificationException at java.util.HashMapKeyIterator.next(HashMap.java:1469) at java.util.AbstractCollection.toString(AbstractCollection.java:461) at java.lang.String.valueOf(String.java:2994) at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:821) at com.study.collection.HashSetErrorDemo.lambda0(HashSetErrorDemo.java:25) at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

发现报错,java.util.ConcurrentModificationException ——》并发修改异常

问题: 为什么会出现并发修改异常?

查看HashSet的add方法源码 ,如下:

 
    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

add() 方法没有添加 synchronized 关键字,即没有对多线程情况进行处理

5.2.2)HashSet集合线程不安全解决方案

5.2.2.1)解决方案-CopyOnWriteArraySet

使用 CopyOnWriteArraySet解决HashSet集合线程不安全问题,代码如下:

// CopyOnWriteArray解决HashSet集合线程不安全问题
public class CopyOnWriteArraySetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //演示Hashset
        Set set = new CopyOnWriteArraySet<>();
​
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(() -> {
                //向集合添加内容
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                //从集合获取内容
                System.out.println(set);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

输出:

com.study.collection.HashSet.CopyOnWriteArraySetDemo

[6cfeb375, cc511c07, 79eddeb2, 6ba3f255, edf8d95d, 32cb0924, 5a3189bf, 196e5a54, 9875e04b, e240ad35, 22debfb2, 435bae49, 968d06de, d7fdacae, a46e7686, 6ea6c822, b380ce03, 54ddfa83, 16d0a020] [6cfeb375, cc511c07, 79eddeb2, 6ba3f255, edf8d95d, 32cb0924, 5a3189bf, 196e5a54, 9875e04b, e240ad35, 22debfb2, 435bae49, 968d06de, d7fdacae, a46e7686, 6ea6c822, b380ce03, 54ddfa83, 16d0a020, 2f4befd6]

...

[6cfeb375, cc511c07, 79eddeb2, 6ba3f255, edf8d95d, 32cb0924, 5a3189bf, 196e5a54, 9875e04b, e240ad35, 22debfb2, 435bae49, 968d06de, d7fdacae, a46e7686, 6ea6c822, b380ce03, 54ddfa83, 16d0a020, 2f4befd6, 8d3201e7, b4d2fb7a]

Process finished with exit code 0

CopyOnWriteArraySet的add() 方法源码如下:addIfAbsent()中实现了lock

 final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
​
    public boolean add(E e) {
        return al.addIfAbsent(e);
    }
 
 
    public boolean addIfAbsent(E e) {
        Object[] snapshot = getArray();
        return indexOf(e, snapshot, 0, snapshot.length) >= 0 ? false :
            addIfAbsent(e, snapshot);
    }
​
    
    private boolean addIfAbsent(E e, Object[] snapshot) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] current = getArray();
            int len = current.length;
            if (snapshot != current) {
                // Optimize for lost race to another addXXX operation
                int common = Math.min(snapshot.length, len);
                for (int i = 0; i < common; i++)
                    if (current[i] != snapshot[i] && eq(e, current[i]))
                        return false;
                if (indexOf(e, current, common, len) >= 0)
                        return false;
            }
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(current, len + 1);
            newElements[len] = e;
            setArray(newElements);
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
5.3)HashMap集合线程

5.3.1)HashMap集合线程不安全案例展示

代码如下:

// HashMap集合线程不安全案例展示
public class HashMapErrorDemo {
​
    public static void main(String[] args) {
        //演示HashMap
        Map map = new HashMap<>();
​
        for (int i = 0; i <30; i++) {
            String key = String.valueOf(i);
            new Thread(()->{
                //向集合添加内容
                map.put(key,UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                //从集合获取内容
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

输出:

Exception in thread "17" Exception in thread "1" Exception in thread "16" Exception in thread "26" java.util.ConcurrentModificationException at java.util.HashMapEntryIterator.next(HashMap.java:1479) at java.util.HashMapmainHashIterator.nextNode(HashMap.java:1445) at java.util.HashMapEntryIterator.next(HashMap.java:1477) at java.util.AbstractMap.toString(AbstractMap.java:554) at java.lang.String.valueOf(String.java:2994) at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:821) at com.study.collection.HashMap.HashMapErrorDemo.lambda0(HashMapErrorDemo.java:27) at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

发现报错,java.util.ConcurrentModificationException ——》并发修改异常

问题: 为什么会出现并发修改异常?

查看HashMap的put方法源码 ,如下:

public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
​
    
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node[] tab; Node p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

put() 方法没有添加 synchronized 关键字,即没有对多线程情况进行处理

5.3.2)HashMap集合线程不安全解决方案

5.3.2.1)解决方案-ConcurrentHashMap

使用 ConcurrentHashMap 解决HashMap集合线程不安全问题,代码如下:

// ConcurrentHashMap解决HashMap集合线程不安全问题
public class ConcurrentHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //演示ConcurrentHashMap
        Map map = new ConcurrentHashMap<>();
​
        for (int i = 0; i <30; i++) {
            String key = String.valueOf(i);
            new Thread(()->{
                //向集合添加内容
                map.put(key, UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                //从集合获取内容
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

输出:

{0=8d7844d0, 1=19cc45b9, 2=a6ece204, 3=3878495c, 4=5f6e1594, 5=a88e727a, 6=9cd46cbd, 7=2f507f9a, 8=3e0da179, 9=61c9b227} {11=feff97c8, 0=8d7844d0, 1=19cc45b9, 2=a6ece204, 3=3878495c, 4=5f6e1594, 5=a88e727a, 6=9cd46cbd, 7=2f507f9a, 8=3e0da179, 9=61c9b227, 10=6b7f272f}
...
{0=8d7844d0, 1=19cc45b9, 2=a6ece204, 3=3878495c, 4=5f6e1594, 5=a88e727a, 6=9cd46cbd, 7=2f507f9a, 8=3e0da179, 9=61c9b227, 10=6b7f272f}

ConcurrentHashMap的put() 方法源码如下:putVal()中添加了synchronize

public V put(K key, V value) {
        return putVal(key, value, false);
    }
​
    
    final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
        if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
        int hash = spread(key.hashCode());
        int binCount = 0;
        for (Node[] tab = table;;) {
            Node f; int n, i, fh;
            if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                tab = initTable();
            else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
                if (casTabAt(tab, i, null,
                             new Node(hash, key, value, null)))
                    break;                   // no lock when adding to empty bin
            }
            else if ((fh = f.hash) == MOVED)
                tab = helpTransfer(tab, f);
            else {
                V oldVal = null;
                synchronized (f) {
                    if (tabAt(tab, i) == f) {
                        if (fh >= 0) {
                            binCount = 1;
                            for (Node e = f;; ++binCount) {
                                K ek;
                                if (e.hash == hash &&
                                    ((ek = e.key) == key ||
                                     (ek != null && key.equals(ek)))) {
                                    oldVal = e.val;
                                    if (!onlyIfAbsent)
                                        e.val = value;
                                    break;
                                }
                                Node pred = e;
                                if ((e = e.next) == null) {
                                    pred.next = new Node(hash, key,
                                                              value, null);
                                    break;
                                }
                            }
                        }
                        else if (f instanceof TreeBin) {
                            Node p;
                            binCount = 2;
                            if ((p = ((TreeBin)f).putTreeVal(hash, key,
                                                           value)) != null) {
                                oldVal = p.val;
                                if (!onlyIfAbsent)
                                    p.val = value;
                            }
                        }
                    }
                }
                if (binCount != 0) {
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                        treeifyBin(tab, i);
                    if (oldVal != null)
                        return oldVal;
                    break;
                }
            }
        }
        addCount(1L, binCount);
        return null;
    }

转载请注明:文章转载自 www.mshxw.com
本文地址:https://www.mshxw.com/it/874128.html
我们一直用心在做
关于我们 文章归档 网站地图 联系我们

版权所有 (c)2021-2022 MSHXW.COM

ICP备案号:晋ICP备2021003244-6号