Java有线程安全的set吗？

冷不防 2022-09-09 09:11 155阅读 0赞

在多线程环境下，要使用线程安全的集合，比如，ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap，CopyOnWriteArrayList是线程安全的ArrayList。那么HashSet对应的线程安全集合，是什么呢？java有没有提供默认实现呢？

在java的concurrent包中，我找到了CopyOnWriteArraySet，那么它是线程安全的吗？下面是测试代码。

public static void main(String[] args) {
            Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();
            ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(12);
            int times = 10000;
            AtomicInteger flag = new AtomicInteger(0);
            for(int i = 0; i < times; i ++){
                service.execute(()->{
                    set.add("a" + flag.getAndAdd(1));
                });
            }
            service.shutdown();
            try {
                service.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.DAYS);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(set.size());
        }

经过多次执行，结果都是10000。可以说明，CopyOnWriteArraySet是线程安全的Set。

那么CopyOnWriteArraySet是如何保证写入时的线程安全呢？以下是CopyOnWriteArraySet的add源码。

public boolean add(E e) {
            return al.addIfAbsent(e);
        }
        public boolean addIfAbsent(E e) {
            Object[] snapshot = getArray();
            return indexOf(e, snapshot, 0, snapshot.length) >= 0 ? false :
                addIfAbsent(e, snapshot);
        }
        private static int indexOf(Object o, Object[] elements,
                                   int index, int fence) {
            if (o == null) {
                for (int i = index; i < fence; i++)
                    if (elements[i] == null)
                        return i;
            } else {
                for (int i = index; i < fence; i++)
                    if (o.equals(elements[i]))
                        return i;
            }
            return -1;
        }
        private boolean addIfAbsent(E e, Object[] snapshot) {
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lock();
            try {
                Object[] current = getArray();
                int len = current.length;
                if (snapshot != current) {
                    // Optimize for lost race to another addXXX operation
                    int common = Math.min(snapshot.length, len);
                    for (int i = 0; i < common; i++)
                        if (current[i] != snapshot[i] && eq(e, current[i]))
                            return false;
                    if (indexOf(e, current, common, len) >= 0)
                            return false;
                }
                Object[] newElements = Arrays.copyOf(current, len + 1);
                newElements[len] = e;
                setArray(newElements);
                return true;
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }

从源码可以看出，CopyOnWriteArraySet底层采用了CopyOnWriteArrayList数据结构来实现。在add元素时，采用的是可重入锁来实现线程安全。