1、java集合框架体系

集合框架部分应该是java开发极其常用的类，比如ArrayList、Hashmap、Set等，结合自己使用场景，合理使用各具特色的实现类，能够很好地提高开发效率。体系结构具体不做展开，可结合下图自行了解。本文以ArrayList为例，说明线程不安全的情况，以及解决方法。

引用自菜鸟教程Java集合框架

2、ArrayList线程不安全，原因及解决方法

关于ArrayList线程安全的讨论，一般相对应还有Vector。我们可以通过查看他们的源码实现，进行对比。

ArrayList

Vector

可以看到Vector的add()方法有加锁，从而保证了多线程并发场景时的线程安全，但也因此导致性能大大降低，因此实际开发中很少使用。

ArrayList线程不安全示例

package com.panda00hi.juc;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;

/**
 * 集合类多线程不安全（ArrayList为例）
 *
 * @author panda00hi
 * @date 2022/4/9
 */
public class ContainerNotSafeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();

        // 多线程操作
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(() -> {
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
                System.out.println(list);
            }, "Thread  " + i).start();
        }
    }
}

运行结果：

原因分析：

一个正在写入，另一个来抢夺，导致资源竞争，从而出现【并发修改异常】

解决办法：

List<String> list = new Vector<>();// 法1：Vector线程安全
List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());// 法2：使用辅助类
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();// 法3：写时复制，读写分离

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

方法1: 使用线程安全的集合类vector

方法2: Collections工具类，提供的多线程方法，对非线程安全的集合进行增强。（注意：【Collection】是接口，提供了对集合进行基本操作的通用的接口方法，意义是面向接口编程，为各种具体的集合提供最大化统一的操作方式；【Collections】是一个包装类，包含各种有关集合操作的静态方法，如排序、线程安全等，相当于一个工具类，为Collection框架提供增强）

方法2: 使用CopyOnWriteArrayList

2、CopyOnWrite写时复制

CopyOnWrite容器，即写时复制的容器。往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器Object[]添加，而是先将当前容器Object[]进行copy，复制出一个新的容器Object[] newElements ，新的容器里添加元素，添加完元素之后，再将原来容器的引用指向新的容器setArray(newElements); 。这样的好处是可以对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容器是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

可以类比签到表场景，后到的部分，要将原有名单复制一份，原有作废，后到的中新名单末尾追加，以此类推。

CopyOnWriteArrayList源码中add()实现：