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Map、List、Set 是 Java 中非常常用的集合类，它们在多线程环境下有各自的线程安全类和线程不安全的类。本文将分别介绍这三个集合类型的线程安全类和线程不安全的类，并举例说明。 一、Map
- 线程安全的类：ConcurrentHashMap ConcurrentHashMap 是 Java 提供的一个线程安全的 HashMap 实现类。它内部采用分段锁技术，实现了高并发下的性能优化。ConcurrentHashMap 的主要特点如下：
- • 锁分段：ConcurrentHashMap 将整个哈希表分成多个段，每个段独立加锁。这样，多个线程可以同时访问不同的段，提高了并发性能。
- • 读写锁：ConcurrentHashMap 的读写锁可以根据操作类型自动切换，降低了锁的竞争程度。
- • 空键（null key）和空值（null value）处理：ConcurrentHashMap 可以存储空键和空值。
2. 线程不安全的类：HashMap HashMap 是 Java 提供的一个非线程安全的 HashMap 实现类。在多线程环境下，多个线程同时访问 HashMap 可能导致数据不一致。以下是线程不安全的示例代码：
public class HashMapDemo {public static void main(String[] args) {Map<String, Integer> map = new HashMap<>();map.put("a", 1);map.put("b", 2);Thread t1 = new Thread(() -> {map.put("a", 3);});Thread t2 = new Thread(() -> {map.put("b", 4);});t1.start();t2.start();try {t1.join();t2.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(map.get("a")); // 输出 3System.out.println(map.get("b")); // 输出 4}
}
二、List
1. 线程安全的类：CopyOnWriteArrayList CopyOnWriteArrayList 是 Java 提供的一个线程安全的 ArrayList 实现类。它通过在写操作时创建底层数组的新副本，实现了线程安全。CopyOnWriteArrayList 的主要特点如下：
- • 写入时复制：当向 CopyOnWriteArrayList 添加元素时，不直接修改当前数组，而是创建一个新的数组，将原数组的元素复制到新数组，然后引用新数组。这样，多个线程可以同时读取同一个数组，提高了并发性能。
- • 读取无锁：由于多个线程共享同一个数组，CopyOnWriteArrayList 在读取操作时不需要加锁。
2. 线程不安全的类：ArrayList ArrayList 是 Java 提供的一个非线程安全的 ArrayList 实现类。在多线程环境下，多个线程同时访问 ArrayList 可能导致数据不一致。以下是线程不安全的示例代码：
public class ArrayListDemo {public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("a");list.add("b");Thread t1 = new Thread(() -> {list.add("c");});Thread t2 = new Thread(() -> {list.add("d");});t1.start();t2.start();try {t1.join();t2.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(list.size()); // 输出 4}
}
三、Set
- 线程安全的类：CopyOnWriteArraySet CopyOnWriteArraySet 是 Java 提供的一个线程安全的 HashSet 实现类。它内部使用 CopyOnWriteArrayList 实现，通过在写操作时创建底层数组的新副本，实现了线程安全。
2. 线程不安全的类：HashSet HashSet 是 Java 提供的一个非线程安全的 HashSet 实现类。在多线程环境下，多个线程同时访问 HashSet 可能导致数据不一致。以下是线程不安全的示例代码：
public class HashSetDemo {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new HashSet<>();set.add("a");set.add("b");Thread t1 = new Thread(() -> {set.add("c");});Thread t2 = new Thread(() -> {set.add("d");});t1.start();t2.start();try {t1.join();t2.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(set.size()); // 输出 4}
}
总结 本文介绍了 Map、List、Set 三个集合类型的线程安全类和线程不安全的类，并给出了示例代码。在多线程环境下，建议使用线程安全的集合类，如 ConcurrentHashMap、CopyOnWrite
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