Java JUC怎么操作List安全类的集合

不安全的集合

在单线程应用中，通常采取new ArrayList()，指定一个List集合，用于存放可重复的数据。

但在多线程下，往往会出现意想不到的问题，代码如下所示：

import java.util.*;
public class ListTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建list集合
        //List lists = Arrays.asList("1", "2", "3");
        // 不安全
        List lists = new ArrayList<>();

        // 开启十个线程增加数据
        for (int i = 1; i <= 40; i++) {
            new Thread(()->{
                lists.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=="+lists);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

多线程操作同一集合对象信息，往往会出现java.util.ConcurrentModificationException异常报错信息。

Java中提供的安全措施

在java语言中，提供了一种新的List集合，java.util.Vector类，具体看下列代码：

import java.util.*;
public class ListTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建list集合
        //List lists = Arrays.asList("1", "2", "3");
        // 不安全
        //List lists = new ArrayList<>();
		List lists = new Vector<>();

        // 开启十个线程增加数据
        for (int i = 1; i <= 40; i++) {
            new Thread(()->{
                lists.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=="+lists);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

不会出现java.util.ConcurrentModificationException报错信息。

为什么能保证数据的安全操作？

采取了 synchronized 针对方法执行调用者加锁，保证add操作的多线程安全性！

JUC下的安全List集合

在JUC包下，提供有以下几种创建安全集合的方式。

• 方式一：Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

import java.util.*;
public class ListTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		List lists = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

        // 开启十个线程增加数据
        for (int i = 1; i <= 40; i++) {
            new Thread(()->{
                lists.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=="+lists);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

查看底层源码实现逻辑

判断传入的 list 集合类型，判断类型是否为 java.util.RandomAccess，如果是则采取java.util.Collections.SynchronizedRandomAccessList构造集合，如果不是则采取java.util.Collections.SynchronizedList构造集合。

源码中对应的add操作逻辑如下所示：

采取synchronized同步代码块的方式，对数据的add操作实现加锁！

• 方式二：new CopyOnWriteArrayList();

import java.util.*;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
public class ListTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List lists = new CopyOnWriteArrayList<>();

        // 开启十个线程增加数据
        for (int i = 1; i <= 40; i++) {
            new Thread(()->{
                lists.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=="+lists);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

源码中的介绍如下：

显而易见，其逻辑如下所示：

1. 调用add方法后，拿到java.util.concurrent.locks.ReentrantLock对象信息。

2. 调用 lock.lock() 拿到锁！

3. 将原数组对象copy操作，并创建原数组大小+1的新数组。

4. 将新数据放入新数组中。

5. 任何操作finally，都进行锁的释放！

性能方面

JUC包下的Lock操作，都比synchronized性能更好！