1. 需求概述

我们都知道List,ArrayList,以及Map，HashMap等常用的集合都是线程不安全的，替代及解决方案都是对应的current包下的对应的结合容器，比如hashMap对应CurrentHashMap,ArrayList对应什么呢，vector，也可以，就是效率太低，首选CopyOnWriteArrayList，读写分离，可重入锁效率更高。
以下就是测试验证以及原理分析。

2. 需求验证

2.1 测试方案

测试案例采用两种方式ArrayList与CopyOnWriteArrayList作为集合容器，同时开启多线程分别往两个容器内插入数据。

2.2 验证结论

最终结果是ArrayList数据丢失，而CopyOnWriteArrayList数据正常。

2.3 代码实现

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.*;/*** 多线程操作ArrayList** @author zrj* @since 2021/12/17**/
public class ThreadArrayList {// 自定义线程名称private static ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-%d").build();// 定义线程池private static ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(30, 200, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1024), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());/*** 多线程下ArrayList类线程不安全的解决方法及原理* 测试验证* 【simpleList】休眠30秒等待线程执行完成，理论长度6000，实际长度：5426* 【simpleCopyOnWriteList】休眠30秒等待线程执行完成，理论长度6000，实际长度：6000* 解决方案* 1.首选CopyOnWriteArrayList，读写分离，可重入锁。* 2.其次vector，synchronized效率低下，逐渐被遗弃。*/@SneakyThrowspublic static void main(String[] args) {//验证ArrayListList<String> simpleList = new ArrayList<>(100);//启动30个线程for (int i = 0; i < 30; i++) {pool.execute(() -> {//每个线程插入100条数据for (int j = 0; j < 100; j++) {simpleList.add("simpleList");}});}for (int i = 0; i < 30; i++) {pool.execute(() -> {//每个线程插入100条数据for (int j = 0; j < 100; j++) {simpleList.add("simpleList");}});}Thread.sleep(20000);System.out.println("【simpleList】休眠20秒等待线程执行完成，理论长度6000，实际长度：" + simpleList.size());//验证CopyOnWriteArrayListCopyOnWriteArrayList<String> simpleCopyOnWriteList = new CopyOnWriteArrayList<>();//启动30个线程for (int i = 0; i < 30; i++) {pool.execute(() -> {//每个线程插入100条数据for (int j = 0; j < 100; j++) {simpleCopyOnWriteList.add("simpleList");}});}for (int i = 0; i < 30; i++) {pool.execute(() -> {//每个线程插入100条数据for (int j = 0; j < 100; j++) {simpleCopyOnWriteList.add("simpleList");}});}Thread.sleep(20000);System.out.println("【simpleCopyOnWriteList】休眠20秒等待线程执行完成，理论长度6000，实际长度：" + simpleCopyOnWriteList.size());}
}

3. 解决方案

3.1 Vector

Vector类是可以实现自动增长的对象数组，其add操作是用synchronized关键字修饰的，从而保证了add方法的线程安全。保证了数据的一致性，但由于加锁导致访问性能大大降低。
vector源码分析

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

3.1 Collections工具类

用Collections工具类将线程不安全的ArrayList类转换为线程安全的集合类。小体量数据的ArrayList类可以使用这种方法创建线程安全的类。

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

3.1 CopyOnWriteArrayList

CopyOnWrite容器即写时复制的容器。通俗的理解是当我们往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行Copy，复制出一个新的容器，然后新的容器里添加元素，添加完元素之后，再将原容器的引用指向新的容器。这样做的好处是我们可以对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。

public boolean add(E e) {//1、先加锁final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();try {Object[] elements = getArray();int len = elements.length;//2、拷贝数组Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);//3、将元素加入到新数组中newElements[len] = e;//4、将array引用指向到新数组setArray(newElements);return true;} finally {//5、解锁lock.unlock();}
}

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