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

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!

原文地址:https://www.cnblogs.com/codehaogg/p/13541997.html