Java高并发，ArrayList、HashSet、HashMap不安全的集合类

首先是我们的ArrayList：

这次我们讲解的是集合的不安全，首先我们都知道ArrayList吧！

List<String> list=new ArrayList<>();

首先我们拓展几个知识点，ArrayList底层是Object类型的数组，jdk7之前初始容量是10。

jdk8之后是空引用，到add之后会变成10，类似于懒加载的机制，其扩容的方式是每次扩容为之前的一半，比如10会扩容成15,15扩容成22，扩容用到的方法时Arrays的copyof方法，OK，接下来后进入主题。

我们通过Lambda表达式来生成几个线程

 for (int i = 0; i < 30; i++) {
    new Thread(() -> {
    list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));//写
    System.out.println(list);//读
   }, String.valueOf(i)).start();
}

之后会报异常：
java.util.ConcurrentModificationException 并发修改异常
导致原因：多线程并发争抢统一资源（这里指list实例），且没加锁
那么我们有什么解决办法呢？？

方法一：Vector

List<String> list = new Vector<>();

Vector集合，底层给add方法加了synchronized(重锁)，同一时间段只有一个个线程，效率低，所以这就是为什么Vector集合安全效率低的原因

方法二：Collections.synchronizedList

Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

这是Connections的静态方法，传入一个ArrayList。

方法三：CopyOnWriteArrayList

List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

jdk1.5之后，这个JUC包当中的CopyOnWriteArrayList类，实现了List接口。

public class CopyOnWriteArrayList<E>
extends Object
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable

CopyOnWriteArrayList的底层：volatile Object[] array

其add()方法里面加了锁ReentrantLock：写前复制，length+1

public boolean add(E e) {
        final ReentrantLock lock = this.lock; //加锁
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();  //先得到老版本的集合
            int len = elements.length;
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            newElements[len] = e;
            setArray(newElements);
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

注意：CopyOnWriteArrayList的扩容同样用的是Arrays工具类的copyof()方法，但一次扩容1

接着我们来看Set集合：

同样扩展点知识点，HashSet底层数据结构是HashMap，HashSet源码构造器是new HashMap（），

map集合添加元素，丢进去的是K-V键值对

但是set是无序的集合，set的元素添加是对一个对象进去。数量对不上啊，这不是互相矛盾么？所以接下来分析HashSet的底层实现源码：

HashSet的add方法实际上调的是map的put方法：，set添加的元素就是put()里面的key，因为set不会重复，keys也就不会重复

PRESENT实际上就是一个object常量，value并不重要

同样的步骤：

 Set<String> set=new HashSet<>();
     for(int i=0;i<30;i++){
       new Thread(()->{
        set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
        System.out.println(set);
      },String.valueOf(i)).start();
}

同样是报错：
java.util.ConcurrentModificationException
解决方案：

方法一：Collections.synchronizedSet

Set<String> set=Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());

方法二：CopyOnWriteArraySet

 Set<String> set=new CopyOnWriteArraySet();

也是JUC的里的类，其构造器是new CopyOnWriteArraySet();

public class CopyOnWriteArraySet<E>
extends AbstractSet<E>
implements Serializable

然后就是我们的Map：

扩展知识：HashMap（无序无重复）底层是数组＋链表（单向）＋红黑树。

HashMap存的是node节点，node里面存K-V键值对，node里面存的是Key-Value，HashMap初始容量为16，负载因子为0.75（到16*0.75的时候扩容）。每次扩容为原值得一倍

初始容量和负载因子可以通过构造器来改。

Constructor and Description 
HashMap() 
构造一个空的 HashMap ，默认初始容量（16）和默认负载系数（0.75）。  
HashMap(int initialCapacity) 
构造一个空的 HashMap具有指定的初始容量和默认负载因子（0.75）。  
HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) 
构造一个空的 HashMap具有指定的初始容量和负载因子。  
HashMap(Map<? extends K,? extends V> m) 
构造一个新的 HashMap与指定的相同的映射 Map 。  

 同样的操作：

 Map<String, String> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(() -> {
                map.put(Thread.currentThread().getName(), UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                System.out.println(map);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }

同样的会报错：
java.util.ConcurrentModificationException
解决办法:

 Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap();

Java.util.concurrent包下的ConcurrentHashMap：

public class ConcurrentHashMap<K,V>
extends AbstractMap<K,V>
implements ConcurrentMap<K,V>, Serializable

 

 

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这次就是本次讲解的JUC之集合不安全，希望能帮助到大家，如果有更好的建议，欢迎大家留言！