JUC高级多线程_04：高并发下集合类的具体使用

忘是亡心i 2023-10-05 21:36 18阅读 0赞

> **我是 ABin-阿斌：写一生代码，创一世佳话，筑一揽芳华。 如果小伙伴们觉得我的文章有点 feel ，那就点个赞再走哦。**  
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#### 文章目录 ####

*   *  一、List接口
     *   *   *  举例说明：
             *  使用 AarrayList 在高并发下出现的问题如下：
             *  造成问题的原因：
             *  如何解决这个问题：
             *   *   *  方式一：List list = new Vector<>();
                     *  方式二：使用Collections.synchronizedList
                     *  方式三：采用JUC提供的并发容器，CopyOnWriteArrayList
             *  底层源码分析：
     *  二、Set接口
     *   *   *  举例说明：
             *  具体Set接口底层源码可点击我下方链接：
     *  三、Map接口
     *   *   *  举例说明：
             *  具体Map接口底层源码可点击我下方链接：

### 一、List接口 ###

##### 举例说明： #####

public class ListTest {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            List<String> list = new ArrayList<>();
    
            //第一种解决方案：
            //List<String> list = new Vector<>();
    
            //第二种解决方案：
            //List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
    
            //第三种解决方案：(最优方案)
            //List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
    
            for (int i = 0; i <= 66; i++) {
        
                new Thread(() -> {
        
                    list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 6));
                    System.out.println(list);
    
                }, String.valueOf(i)).start();
            }
        }
    }

##### 使用 AarrayList 在高并发下出现的问题如下： #####

![在这里插入图片描述][e7d5bd20843dcc33053871cfe53a280f.png_pic_center]

##### 造成问题的原因： #####

*  由于 **fail-fast** 机制的存在，抛出了 **java.util.ConcurrentModificationException** 修改异常的错误。**modcount** 是 **ArrayList** 源码中的一个变量，用来表示修改的次数，因为 **ArrayList** 不是为并发情况而设计的集合类。

##### 如何解决这个问题： #####

###### 方式一：List list = new Vector<>(); ######

*  可以使用 **Vector** 集合，**Vector** 集合是线程安全版的 **ArrayList**，其方法都上了一层**synchronized** 进行修饰，采取 **jvm** 内置锁来保证其并发情况下的原子性、可见性、有序性。但同时也带来了性能问题，因为 **synchronized** 一旦膨胀到重量级锁，存在用户态到和心态的一个转变，多线程的上下文切换会带来开销。另一个问题是 **Vector** 集合的扩容没有 **ArrayList** 的策略好

###### 方式二：使用Collections.synchronizedList ######

//在数据量小的时候，可以使用
    List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

###### 方式三：采用JUC提供的并发容器，CopyOnWriteArrayList ######

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

##### 底层源码分析： #####

*  和 **ArrayList** 一样，其底层数据结构也是数组，加上 **transient** 不让其被序列化，加上 **volatile** 修饰来保证多线程下的其可见性和有序性。  
    ![在这里插入图片描述][d9ece5a99148bc7f6e01e5d9722bd32f.png_pic_center]  
    ![在这里插入图片描述][6cff9adbeabacf57674f5b8996073a57.png_pic_center]
 *  **CopyOnWrite** 容器即写时复制的容器。往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器Object\[\]添加，而是先将当前容器 **Object\[\] 进行Copy** （使用 **Arrays.copyof()** 进行扩容） ，复制出一个新的容器 **Object\[\] newElements**，然后向新的容器 **Object\[\] newElements** 里添加元素。
 *  添加元素后，再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，因为当前容器不会添加任何元素。
 *  所以 **CopyOnWrite** 容器也是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

### 二、Set接口 ###

##### 举例说明： #####

public class SetTest {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Set<String> set = new HashSet<>();
    
            //第一种解决方案：
            //Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
    
            //第二种解决方案：(最优方案)
            //Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();
    
            for (int i = 0; i <= 66; i++) {
        
                new Thread(() -> {
        
                    set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 6));
                    System.out.println(set);
    
                }, String.valueOf(i)).start();
            }
        }
    }

##### 具体Set接口底层源码可点击我下方链接： #####

[Set接口的具体介绍与使用][Set]

### 三、Map接口 ###

##### 举例说明： #####

public class MapTest {
         
    public static void main(String[] args) {
         
    	Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>(); 
    	for (int i = 1; i <=30; i++) {
         
    		new Thread(()->{
         
    			map.put(Thread.currentThread().getName(),UUID.randomUUID().toString().substring( 0,5)); 
    				System.out.println(map); 
    			},String.valueOf(i)).start(); 
    		} 
    	} 
    }

##### 具体Map接口底层源码可点击我下方链接： #####

[Map接口的具体介绍与使用][Map]

[01244a35a05f9070bf77418374331efc.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/01244a35a05f9070bf77418374331efc.png#pic_center
[e7d5bd20843dcc33053871cfe53a280f.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e7d5bd20843dcc33053871cfe53a280f.png#pic_center
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[6cff9adbeabacf57674f5b8996073a57.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/6cff9adbeabacf57674f5b8996073a57.png#pic_center
[Set]: https://blog.csdn.net/Mango_Bin/article/details/113484287
[Map]: https://blog.csdn.net/Mango_Bin/article/details/113520436