技術標籤：java

我們知道ArrayList是執行緒不安全的，請編碼寫一個不安全的案例並給出解決方案？

一、ArrayList案例

1. 故障現象

class Scratch {
    public static void main(String[] args) {
        //List<String> list = Arrays.asList("a","b","c");
        //list.forEach(System.out::println);

        List<String>
 
 list = new ArrayList<>();
        for(int i=1;i<=3;i++){
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(list);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
        //java.util.ConcurrentModificationException
 

        //ArrayList 併發常見的異常
    }
}

ArrayLIst的add方法沒有加鎖，所以有可能報併發異常java.util.ConcurrentModificationException ，這是ArrayList 併發常見的異常。
2. 導致原因
併發爭搶修改導致，一個執行緒正在寫，另一個執行緒來搶奪，導致資料不一致異常，併發修改異常。
3. 解決方案
① 改為new Vector<>()；

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

vector是JDK1.0版本的List實現，add方法加synchronized，犧牲了併發性。

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

注：Java中Collection和Collections的區別
Collection 是一個集合介面（集合類的一個頂級介面）它提供了對集合物件進行基本操作的通用介面方法。Collection介面在Java 類庫中有很多具體的實現，其直接繼承介面有List與Set。
Collections 則是集合類的一個工具類/幫助類，其中提供了一系列靜態方法，用於對集合中元素進行排序、搜尋以及執行緒安全等各種操作。
（具體見https://www.cnblogs.com/cathyqq/p/5279859.html）
③使用CopyOnWriteArrayList

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

寫時複製：併發時，當執行緒1使用list時，先拷貝一份list，擴容1，寫完之後將原來的陣列引用修改為拷貝的陣列，並返回true。

Set案例

Set也是執行緒不安全的
1. 故障現象

class Scratch {
    public static void main(String[] args) {
        //List<String> list = Arrays.asList("a","b","c");
        //list.forEach(System.out::println);

        Set<String> set = new HashSet<>();
        for(int i=1;i<=30;i++){
            new Thread(()->{
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(set);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
        //java.util.ConcurrentModificationException
        //ArrayList 併發常見的異常
    }
}

Set也會報錯：ConcurrentModificationException。
2. 解決方法
①使用synchronizedSet

Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());

②使用CopyOnWriteArrayList

Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();

另注： HashSet的底層是HashMap。HashSet的key是HashMap的key，HashSet的value都等於PRESENT（Object的常量）。

public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

而PRESENT是一個Object的常量。

private static final Object PRESENT = new Object();

Map案例

Map也是執行緒不安全的
1. 故障現象

class Scratch {
    public static void main(String[] args) {
        //List<String> list = Arrays.asList("a","b","c");
        //list.forEach(System.out::println);

        Map<String,String> map = new HashMap();

        for(int i=1;i<=10;i++){
            new Thread(()->{
                map.put(Thread.currentThread().getName(),UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));
                System.out.println(map);
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
        //java.util.ConcurrentModificationException
        //ArrayList 併發常見的異常
    }
}

ArrayList、Set、Map丟擲的異常一樣，說明三者的底層是同一套體系。
2. 解決方法
①使用ConcurrentHashMap

Map<String,String> map = new ConcurrentHashMap();

①使用Collections.synchronizedMap

Map<String,String> map = new Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());