Java 集合，也叫做容器，主要由两大接口派生而来： Collection接口（存放单一元素）、 Map 接口（存放键值对）。对于Collection 接口，有三个主要的子接口：List、Set 和 Queue。有关内容学习可以看 JavaGuide（Java 面试+学习指南）中 Java 集合这一章节
ArrayList线程不安全
我们都知道 ArrayList 是线程不安全的，究其原因是因为其在进行写操作的时候，并没有对并发条件下进行相应的处理，我们可以进入 ArrayList 中查看 add() 方法的实现（如下），从中可以看出未作任何处理，未在方法上加 synchronized 修饰
下面我们可以通过一个实例来证明它是线程不安全的：
/**
* 线程不安全举例
*/
public class ListDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 30; i++){
new Thread(() -> {
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
System.out.println(list);
},String.valueOf(i)).start();
}
}
}当我们运行这个代码时，会出现错误 java.util.ConcurrentModificationException，并发修改错误
解决方法
- 方案一：Vector
第一种方法，就是不用 ArrayList 这种不安全的 List 实现类，而采用 Vector，其是线程安全的
关于 Vector 如何实现线程安全的，而是在方法上加了锁，即 synchronized。这样每次只能有一个线程进行操作，不会出现线程不安全的问题，但因为加锁的缘故，并发性能下降了
- 方案二：
Collections.synchronized()
List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());采用 Collections 集合工具类，在 ArrayList 外面包装一层同步机制
- 方案三：采用 JUC 里面的方法
采用 CopyOnWriteArrayList ：写时复制，采用了一种读写分离的思想
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();下面我们查看底层 add() 方法源码来体验写时复制
所谓写时复制简单来说，就是平时查询的时候，都不需要加锁，随意访问，只有在更新的时候，才会加锁并把原来的数据复制出一个副本，然后修改这个副本，最后把原数据替换成当前的副本。值得注意的是写时复制修改操作的同时，读操作不会被阻塞，而是继续读取旧的数据。这点要跟读写锁区分一下
写时复制的优缺点
优点：对于一些读多写少的操作，写入时复制的做法就很不错。同时 CopyOnWriteArrayList 并发安全且性能比 Vector 好，原因是Vector 增删改查方法都加了 synchronized 来保证同步，因此每个方法执行的时候都要去获得锁，性能大大下降，而 CopyOnWriteArrayList 只是在增删改上加锁，读不加锁，因此性能好于 Vector
缺点：数据一致性问题。这种实现只是保证数据最终的一致性，在添加到拷贝数据而还没进行替换的时候，读到的仍然是旧数据。此外还有内存占用问题。如果对象比较大，频繁地进行替换会消耗内存，从而引发 Java 的 GC 问题
HashSet线程不安全
如果查看源码就会发现 HashSet 是用 HashMap 来实现的，只不过 HashSet 只是用 HashMap 的 key 来进行存储，而 value 存储的是一个 Object 类型的常量
解决方法
- 方案一：
Collections.synchronized()
Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());- 方案二：采用 JUC 里面的方法
Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();查看 CopyOnWriteArraySet 源码会发现它的底层使用了 CopyOnWriteArrayList
HashMap线程不安全
这里简要说一下 HashMap 的数据结构（JDK1.8 以后）：数组 + 链表 + 红黑树，当链表长度大于阈值（默认为 8）时，将链表转化为红黑树（将链表转换成红黑树前会判断，如果当前数组的长度小于 64，那么会选择先进行数组扩容，而不是转换为红黑树），以减少搜索时间
HashMap 的源码讲解可以看这篇文章：HashMap源码&底层数据结构分析
解决方法
- 方案一：
Collections.synchronized()
Map<Integer, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());- 方案二：采用 JUC 里面的方法
Map<Integer, String> map = new ConcurrentHashMap<>();参考
- 尚硅谷 Java 大厂面试题第 2 季
- JavaGuide（Java面试+学习指南）
