【面試專欄】ArrayList&HashMap&HashSet是線程不安全的斧蜕,寫(xiě)個(gè)案例并給出解決方案

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寫(xiě)時(shí)復(fù)制:CopyOnWriteArrayList

CopyOnWrite容器即寫(xiě)時(shí)復(fù)制的容器是越,往一個(gè)容器添加元素的時(shí)候耳舅,不直接往當(dāng)前容器Object[]添加,而是先將當(dāng)前容器Object[]進(jìn)行Copy,復(fù)制出一個(gè)新的容器Object[] newElements,然后新的容器Object[] newElwmwnts里添加元素倚评,添加元素之后挽放,再將原容器的引用指向新的容器setArrat(newElements);這樣做的好處是可以CopyOnWrite容器進(jìn)行并發(fā)的讀,而不需要加鎖蔓纠,因?yàn)楫?dāng)前容器不會(huì)添加任何元素辑畦。
所以CopyOnWrite容器也是一種讀寫(xiě)分離的思想,讀和寫(xiě)不同的容器腿倚。

案例

package com.zixin;

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

/**
 * @ClassName ContainerNotSafeDemo
 * @Description TODO
 * @Author zixin
 * @Date 2019/12/27 12:37
 * @Version 1.0
 **/
public class ContainerNotSafeDemo {

    /**
     * HashMap線程不安全
     * 解決方案:
     *        new ConcurrentHashMap<>();
     * java.util.ConcurrentModificationException
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        new ConcurrentHashMap<>();
        for (int i = 0; i <100 ; i++) {
            new Thread(()->{
                        map.put(Thread.currentThread().getName(),UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                        System.out.println(map);
                    },String.valueOf(i)
            ).start();
        }
    }

    /**
     * HashSet線程不安全
     * 解決方案:
     *        1.Collections.synchronizedSet(new HashSet<String>())
     *        2纯出、new CopyOnWriteArraySet<String>();
     * @param args
     */
    public static void setNotSafe(String[] args) {
        Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<String>());
        new CopyOnWriteArraySet<String>();
        for (int i=1;i<=500;i++) {
            new Thread(()->{
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(set);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }

    public static void listNotSafe(String[] args) {
        //Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
        new ArrayList<Integer>().add(1);
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i=1;i<=500;i++) {
            new Thread(()->{
               list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
               System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        //java.util.ConcurrentModificationException

        /**
         * 1、故障現(xiàn)象:java.util.ConcurrentModificationException
         * 2敷燎、導(dǎo)致原因
         *          并發(fā)爭(zhēng)搶修改導(dǎo)致暂筝,一個(gè)線程正在寫(xiě),另外一個(gè)線程過(guò)來(lái)?yè)寠Z硬贯,導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致焕襟,出現(xiàn)數(shù)據(jù)修改異常
         * 3、解決方法
         *     3.1饭豹、使用Vector(Vector出現(xiàn)在ArrayList之前)
         *     3.2鸵赖、Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
         *     3.3、new CopyOnWriteArrayList<String>();
         * 4拄衰、優(yōu)化建議
         */
        Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
        new CopyOnWriteArrayList<String>();
    }
}

  1. ArrayList實(shí)現(xiàn)
    jdk1.9
public boolean add(E e) {
        synchronized (lock) {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            newElements[len] = e;
            setArray(newElements);
            return true;
        }
    }

jdk1.8:

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();
        }
    }

  1. HashSet底層是HashMap
/**
     * Constructs a new, empty set; the backing <tt>HashMap</tt> instance has
     * default initial capacity (16) and load factor (0.75).
     */
    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

  1. set的add參數(shù)只有一個(gè)而map是kV為什么?
/**
     * Adds the specified element to this set if it is not already present.
     * More formally, adds the specified element <tt>e</tt> to this set if
     * this set contains no element <tt>e2</tt> such that
     * <tt>(e==null&nbsp;?&nbsp;e2==null&nbsp;:&nbsp;e.equals(e2))</tt>.
     * If this set already contains the element, the call leaves the set
     * unchanged and returns <tt>false</tt>.
     *
     * @param e element to be added to this set
     * @return <tt>true</tt> if this set did not already contain the specified
     * element
     */
    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
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