【并发编程篇】解决线程安全问题 — CopyOnWriteArrayList

🍔情景引入

我们看下面这段代码

现在这段代码是线程安全的，如果我们修改代码，修改为10个线程

报错了
我们看报错信息

是并发修改异常

🌺报错了，解决方案

在刚才的案例中，我们看到，并发下，ArrayList是不安全的，下面将提供两种解决方法

?方法一

使用vector

package org.Test6;

import java.util.List;
import java.util.UUID;
import java.util.Vector;

public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list=new Vector<>();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();

        }
    }
}

?方法二

我们使用其他工具类，使用Collections
使用 Collections.synchronizedList() 方法将普通的 ArrayList 转换为一个线程安全的 List 集合。通过对 list 进行同步化操作，可以保证在多线程环境下对 list 的访问是线程安全的。

Collections.synchronizedList() 方法返回一个线程安全的 List 对象，该对象内部使用同步机制来确保多线程环境下的安全访问。具体来说，它会对 List 的各种操作（如添加、删除、获取等）进行同步化处理，以避免并发修改引发的线程安全问题，比如数据不一致或异常。

好处如下：

• 线程安全：通过使用 Collections.synchronizedList() 方法，可以确保多个线程同时访问 list 时不会出现数据竞争和不一致的问题。这样可以提高程序的健壮性和可靠性。
• 方便转换：通过使用 Collections.synchronizedList() 方法，可以方便地将普通的集合类转换为线程安全的集合类，无需手动编写同步代码。

需要注意的是，虽然 Collections.synchronizedList() 方法可以确保对集合的基本操作是线程安全的，但在进行复合操作时仍然需要额外的同步措施。例如，在循环遍历 list 并进行复合操作时，仍需要使用外部的同步机制，比如使用 synchronized 关键字或 Lock 接口。

此外，如果只是在单线程环境下使用集合，或者可以保证对集合的访问是单线程的，那么不一定需要使用线程安全的集合类。因为线程安全的集合类在性能上会有一些额外开销，所以在单线程环境下使用普通的集合类可能更加高效。

package org.Test6;

import java.util.*;

public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list= Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();

        }
    }
}

?方法三

使用juc包下的CopyOnWriteArrayList方法

CopyOnWriteArrayList 是一个线程安全的 List 集合，它的特点是在进行写操作时会复制一份原有的数组，并在新的数组上进行修改，从而避免了并发修改导致的问题。因此，CopyOnWriteArrayList 是一种适用于读多写少场景下的线程安全集合。

CopyOnWriteArrayList 的读取操作不需要加锁，因为读取时直接读取原数组中的数据即可。而对于写操作，由于修改的是新的数组，因此写操作不会影响到正在读取旧数组的线程，从而避免了并发修改导致的问题。当写操作完成后，CopyOnWriteArrayList 会将新数组替换旧数组，从而使得所有线程都能读取到新的数据。

写入的时候避免覆盖，造成数据问题

package org.Test6;

import java.util.*;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list= new CopyOnWriteArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();

        }
    }
}

在技术的道路上，我们不断探索、不断前行，不断面对挑战、不断突破自我。科技的发展改变着世界，而我们作为技术人员，也在这个过程中书写着自己的篇章。让我们携手并进，共同努力，开创美好的未来！愿我们在科技的征途上不断奋进，创造出更加美好、更加智能的明天！