第二季：4我们知道ArrayList是线程不安全，请编码写一个不安全的案例并给出解决方案

说明

本文目录前是相关视频的名字和具体视频中思维导图的名字

题目

4我们知道ArrayList是线程不安全，请编码写一个不安全的案例并给出解决方案

20 集合类不安全之并发修改异常

不安全的案例

package arraylist4;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.UUID;

/**
 * 集合类不安全的问题
 * ArrayList
 */
public class ContainerNotSafeDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        List<String> list= Arrays.asList("a","b","c");
//        list.forEach(System.out::println);
        List<String> list=new ArrayList<>();
//        list.add("a");
//        list.add("b");
//        list.add("c");
//
//        for (String element:list) {
//            System.out.println(element);
//        }

        //forthread10
        for (int i = 1; i <= 30; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        //java.util.ConcurrentModificationException


    }
}

解决方案1

package arraylist4;

import java.util.*;

/**
 * 集合类不安全的问题
 * ArrayList
 */
public class ContainerNotSafeDemo {
    public static void main(String[] args) {
		//List<String> list=new ArrayList<>();
        List<String> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

        for (int i = 1; i <= 30; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        //java.util.ConcurrentModificationException

        /*
         * 1 故障现象
         *      java.util.ConcurrentModificationException
         * 2 导致原因
         *
         * 3 解决方案
         *   3.1 List<String> list=new Vector<>();
         *   3.2 List<String> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
         *   3.3 ???
         * 
         * 4 优化建议（同样的错误不犯第2次）
         */

    }
}

21 集合类不安全之写时复制

限制不可以用Vector和lICollections工具类解决方案2

package arraylist4;

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

/**
 * 集合类不安全的问题
 * ArrayList
 */
public class ContainerNotSafeDemo {
    public static void main(String[] args) {

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

        for (int i = 1; i <= 30; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        //java.util.ConcurrentModificationException

        /*
         * 1 故障现象
         *      java.util.ConcurrentModificationException
         * 2 导致原因
         *
         * 3 解决方案
         *   3.1 List<String> list=new Vector<>();
         *   3.2 List<String> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
         *   3.3 List<String> list=new CopyOnWriteArrayList<>();
         *
         * 4 优化建议（同样的错误不犯第2次）
         */

    }
}

CopyOnWriteArrayList：写时复制，主要是一种读写分离的思想

写时复制，CopyOnWrite容器即写时复制的容器，往一个容器中添加元素的时候，不直接往当前容器Object[]添加，而是先将Object[]进行copy，复制出一个新的容器object[] newElements，然后新的容器Object[] newElements里添加原始，添加元素完后，在将原容器的引用指向新的容器 setArray(newElements)；这样做的好处是可以对copyOnWrite容器进行并发的读 ，而不需要加锁，因为当前容器不需要添加任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一种读写分离的思想，读和写不同的容器

就是写的时候，把ArrayList扩容一个出来，然后把值填写上去，在通知其他的线程，ArrayList的引用指向扩容后的

查看底层add方法源码

    /**
     * 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;
        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();
        }
    }

首先需要加锁

final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();

然后在末尾扩容一个单位

Object[] elements = getArray();
int len = elements.length;
Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);

然后在把扩容后的空间，填写上需要add的内容

newElements[len] = e;

最后把内容set到Array中

setArray(newElements);

package arraylist4;

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

/**
 * 集合类不安全的问题
 * ArrayList
 */
public class ContainerNotSafeDemo {
    public static void main(String[] args) {

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

        for (int i = 1; i <= 30; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        //java.util.ConcurrentModificationException

        /*
            不用只是会用，会用只不过是一个API调用工程师
            底层原理？？

         * 1 故障现象
         *      java.util.ConcurrentModificationException
         * 2 导致原因
         * 并发争抢导致，参考我们的花名册前面情况。
         * 一个人正在写入，另外一个同学过来抢夺，导致数据不一致异常。并发修改异常。
         * 3 解决方案
         *   3.1 List<String> list=new Vector<>();
         *   3.2 List<String> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
         *   3.3 List<String> list=new CopyOnWriteArrayList<>();
         *
         * 4 优化建议（同样的错误不犯第2次）
         */

    }
}

22 集合类不安全之Set

   public static void main(String[] args) {
//        Set<String> set =new HashSet<>(); java.util.ConcurrentModificationException
//        Set<String> set =Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
        Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();//底层CopyOnWriteArrayList
        for (int i = 1; i <= 30; i++) {
            new Thread(()->{
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(set);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        new HashSet<>().add("a");//底层HashMap(16,0.75). put ->  map.put(e, PRESENT) PRESENT->  private static final Object PRESENT = new Object();
    }

    public static void listNotSafe() {
    //...
    }
}

23 集合类不安全之Map

public static void main(String[] args) {
//        Map<String,String> map =new HashMap<>(); //java.util.ConcurrentModificationException
//        Map<String,String> map =Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
        Map<String,String> map =new ConcurrentHashMap<>();
        for (int i = 1; i <= 30; i++) {
            new Thread(()->{
                map.put(Thread.currentThread().getName(),UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }


    public static void setNotSafe() {
    	//1
    }
}

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