多線程操作ArrayList不安全解決方案

• 1. 需求概述
• 2. 需求驗證
• • 2.1 測試方案
  • 2.2 驗證結論
  • 2.3 代碼實現
• 3. 解決方案
• • 3.1 Vector
  • 3.1 Collections工具類
  • 3.1 CopyOnWriteArrayList

1. 需求概述

我們都知道List,ArrayList,以及Map，HashMap等常用的集合都是線程不安全的，替代及解決方案都是對應的current包下的對應的結合容器，比如hashMap對應CurrentHashMap,ArrayList對應什么呢，vector，也可以，就是效率太低，首選CopyOnWriteArrayList，讀寫分離，可重入鎖效率更高。
以下就是測試驗證以及原理分析。

2. 需求驗證

2.1 測試方案

測試案例采用兩種方式ArrayList與CopyOnWriteArrayList作為集合容器，同時開啟多線程分別往兩個容器內插入數據。

2.2 驗證結論

最終結果是ArrayList數據丟失，而CopyOnWriteArrayList數據正常。

2.3 代碼實現

package com.zrj.unit.collection;import com.google.common.util.concurrent.ThreadFactoryBuilder; import lombok.SneakyThrows;import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.*;/*** 多線程操作ArrayList** @author zrj* @since 2021/12/17**/ public class ThreadArrayList {// 自定義線程名稱private static ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-%d").build();// 定義線程池private static ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(30, 200, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1024), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());/*** 多線程下ArrayList類線程不安全的解決方法及原理* 測試驗證* 【simpleList】休眠30秒等待線程執行完成，理論長度6000，實際長度：5426* 【simpleCopyOnWriteList】休眠30秒等待線程執行完成，理論長度6000，實際長度：6000* 解決方案* 1.首選CopyOnWriteArrayList，讀寫分離，可重入鎖。* 2.其次vector，synchronized效率低下，逐漸被遺棄。*/@SneakyThrowspublic static void main(String[] args) {//驗證ArrayListList<String> simpleList = new ArrayList<>(100);//啟動30個線程for (int i = 0; i < 30; i++) {pool.execute(() -> {//每個線程插入100條數據for (int j = 0; j < 100; j++) {simpleList.add("simpleList");}});}for (int i = 0; i < 30; i++) {pool.execute(() -> {//每個線程插入100條數據for (int j = 0; j < 100; j++) {simpleList.add("simpleList");}});}Thread.sleep(20000);System.out.println("【simpleList】休眠20秒等待線程執行完成，理論長度6000，實際長度：" + simpleList.size());//驗證CopyOnWriteArrayListCopyOnWriteArrayList<String> simpleCopyOnWriteList = new CopyOnWriteArrayList<>();//啟動30個線程for (int i = 0; i < 30; i++) {pool.execute(() -> {//每個線程插入100條數據for (int j = 0; j < 100; j++) {simpleCopyOnWriteList.add("simpleList");}});}for (int i = 0; i < 30; i++) {pool.execute(() -> {//每個線程插入100條數據for (int j = 0; j < 100; j++) {simpleCopyOnWriteList.add("simpleList");}});}Thread.sleep(20000);System.out.println("【simpleCopyOnWriteList】休眠20秒等待線程執行完成，理論長度6000，實際長度：" + simpleCopyOnWriteList.size());} }

3. 解決方案

3.1 Vector

Vector類 是可以實現自動增長的對象數組，其add操作是用synchronized關鍵字修飾的，從而保證了add方法的線程安全。保證了數據的一致性，但由于加鎖導致訪問性能大大降低。
vector源碼分析

public synchronized boolean add(E var1) {++this.modCount;this.ensureCapacityHelper(this.elementCount + 1);this.elementData[this.elementCount++] = var1;return true;}

3.1 Collections工具類

用Collections工具類將線程不安全的ArrayList類轉換為線程安全的集合類。小體量數據的ArrayList類可以使用這種方法創建線程安全的類。

List<String> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList);

3.1 CopyOnWriteArrayList

CopyOnWrite容器即寫時復制的容器。通俗的理解是當我們往一個容器添加元素的時候，不直接往當前容器添加，而是先將當前容器進行Copy，復制出一個新的容器，然后新的容器里添加元素，添加完元素之后，再將原容器的引用指向新的容器。這樣做的好處是我們可以對CopyOnWrite容器進行并發的讀，而不需要加鎖，因為當前容器不會添加任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一種讀寫分離的思想，讀和寫不同的容器。

public boolean add(E e) {//1、先加鎖final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();try {Object[] elements = getArray();int len = elements.length;//2、拷貝數組Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);//3、將元素加入到新數組中newElements[len] = e;//4、將array引用指向到新數組setArray(newElements);return true;} finally {//5、解鎖lock.unlock();} }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的多线程操作ArrayList不安全解决方案的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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