快捷導(dǎo)航

List集合多線程并發(fā)條件下不安全如何解決

更新時(shí)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(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題嗎？下面我們就來(lái)測(cè)試一下，如果出現(xiàn)安全問(wèn)題，該如何解決，感興趣的可以了解一下

前言

在日常開(kāi)發(fā)過(guò)程中，List是我們常用的集合，比如查詢數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容返回值比會(huì)用一個(gè)集合來(lái)裝，但是在多線程并發(fā)的條件下，會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題嗎？下面我們就來(lái)測(cè)試一下，如果出現(xiàn)安全問(wèn)題，該如何解決.

一、List集合使用模擬并發(fā)測(cè)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(méi)問(wèn)題，下面我們來(lái)模擬并發(fā)條件下執(zhí)行，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)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(kāi)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(shí)候如果同時(shí)對(duì)其進(jìn)行修改就會(huì)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(kāi)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(wèn)的，它的add方法底層加了synchronized關(guān)鍵字修飾。

測(cè)試結(jié)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(kāi)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(xiàn)他也使用了synchronized關(guān)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(kāi)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(jī)制。

寫(xiě)入時(shí)復(fù)制，有多個(gè)線程調(diào)用的時(shí)候，寫(xiě)入的時(shí)候，復(fù)制一份，避免覆蓋造成數(shù)據(jù)問(wèn)題。就是在寫(xiě)的時(shí)候不對(duì)原集合進(jìn)行修改，而是重新復(fù)制一份，修改完之后，再移動(dòng)指針。

從JDK1.5開(kāi)始Java并發(fā)包里提供了兩個(gè)使用CopyOnWrite機(jī)制實(shí)現(xiàn)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(chǎng)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(shù)組
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);//將引用指向新數(shù)組
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();//解鎖
    }
}

add()在添加集合的時(shí)候加上了鎖，保證了同步，避免了多線程寫(xiě)的時(shí)候會(huì)Copy出N個(gè)副本出來(lái)。