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在对一些非并发集合同时进行读写的时候，会抛出 ConcurrentModificationException
异常产生示例
示例一（单线程）： 遍历集合时候去修改
抛出 ConcurrentModificationException 的主要原因是当你在遍历一个集合（如 Map、List 或 Set）时，同时对该集合进行了结构性修改（例如添加或删除元素），而这些修改没有通过迭代器自身的相应方法进行。
private static Map<String, String> map = new HashMap<>();static {for (int i = 0; i < 100000; i++) {map.put(String.valueOf(i), String.valueOf(i));}}public static void main(String[] args) {// 在循环的时候删除元素map.forEach((key, value) -> {if (Integer.parseInt(key) % 2 == 0){map.remove(key);return;}System.out.println(key + value);});}
示例二（多线程）： 多线程读写
多线程读写和示例一抛出异常的原因一样
private static Map<String, String> map = new HashMap<>();static {for (int i = 0; i < 100000; i++) {map.put(String.valueOf(i), String.valueOf(i));}}public static void main(String[] args) {// 并发修改 map 让其出现并发异常for (int i = 0; i < 100; i++) {new Thread(new Add(map)).start();new Thread(new Read(map)).start();}}static class Add implements Runnable {private HashMap<String, String> map;public Add(HashMap<String, String> map) {this.map = map;}@Overridepublic void run() {map.clear();for (int i = 0; i < 100000; i++) {map.put(String.valueOf(i), String.valueOf(i));}}}static class Read implements Runnable {private HashMap<String, String> map;public Read(HashMap<String, String> map) {this.map = map;}@Overridepublic void run() {CopyOnWriteArraySet<Map.Entry<String,String>> copyOnWriteArraySet = new CopyOnWriteArraySet<>(map.entrySet());for (int i = 0; i < 100000; i++) {copyOnWriteArraySet.forEach((entry) -> {String a = entry.getKey() + entry.getValue();});}}}
解决问题
解决示例一
- CopyOnWriteArraySet
CopyOnWriteArraySet 是 Java 并发集合包中的一种线程安全的集合。它的关键特性在于“写时复制”（copy-on-write），这意味着在对集合进行修改操作（如添加或删除元素）时，其实现机制是创建底层数组的一个新副本，而不是直接在原数组上进行修改。这种机制使得在遍历 CopyOnWriteArraySet 时不会抛出 ConcurrentModificationException，因为迭代器是在数组的一个快照上工作的，它不受后续对集合进行的修改的影响。
CopyOnWriteArraySet<Map.Entry<String,String>> copyOnWriteArraySet = new CopyOnWriteArraySet<>(map.entrySet());
copyOnWriteArraySet.forEach((entry) -> {String key = entry.getKey();String value = entry.getValue();if (Integer.parseInt(key) % 2 == 0){map.remove(key);return;}System.out.println(key + value);
});
- 迭代器
当使用迭代器遍历集合时，直接调用集合的 remove 方法（如 map.remove(key)）会导致 ConcurrentModificationException，因为这破坏了迭代器预期的遍历顺序。而迭代器自身提供的 remove 方法是唯一一种可以在遍历过程中安全移除元素的方法。该方法确保了在删除元素后，迭代器能够继续正确地跟踪集合的状态，不会导致并发修改异常。
Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {Map.Entry<String, String> entry = iterator.next();if (Integer.parseInt(entry.getKey()) % 2 == 0) {iterator.remove(); // 使用迭代器的remove方法来安全地移除元素} else {System.out.println(entry.getKey() + entry.getValue());}
}
- 替换原本的集合
map = map.entrySet().stream().filter(entry -> Integer.parseInt(entry.getKey()) % 2 != 0).collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getKey, Map.Entry::getValue, (v1, v2) -> v1, HashMap::new));
- 包装map
ConcurrentHashMap<String, String> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>(map);
concurrentHashMap.forEach((key, value) -> {if (Integer.parseInt(key) % 2 == 0){map.remove(key);return;}System.out.println(key + value);
});
方式二，也是替换 Map
ConcurrentHashMap<String, String> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>(map);
concurrentHashMap.forEach((key, value) -> {if (Integer.parseInt(key) % 2 == 0){concurrentHashMap .remove(key);return;}System.out.println(key + value);
});
map = concurrentHashMap
- 使用 removeIf
map.entrySet().removeIf(f-> Integer.parseInt(f.getKey()) % 2 == 0);
解决示例二
HashMap 本身并不是线程安全的，最直接有效的方法是直接还一个线程安全的集合
Java 提供了多种线程安全的集合，它们主要通过不同的方式来支持并发操作。以下是一些常见的线程安全集合：
1. 基于 java.util.concurrent 包的线程安全集合
这些集合在高并发场景下性能较好，适用于大多数现代应用。
1.1 ConcurrentHashMap
- 特性：线程安全的哈希表，支持高效的并发读写。
- 优势：读操作无锁，写操作基于分段锁（Java 8 后使用 CAS）。
- 用法：
ConcurrentHashMap<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
1.2 CopyOnWriteArrayList
- 特性：在写操作时复制整个底层数组，因此适合读多写少的场景。
- 优势：读操作无锁，写操作创建新数组，避免并发问题。
- 用法：
CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
1.3 CopyOnWriteArraySet
- 特性：基于
CopyOnWriteArrayList实现，适合高频读取、低频修改的场景。 - 用法：
CopyOnWriteArraySet<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();
1.4 ConcurrentLinkedQueue
- 特性：基于链表的无界非阻塞线程安全队列。
- 优势：采用 CAS 操作，适合高并发环境下的队列操作。
- 用法：
ConcurrentLinkedQueue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
1.5 ConcurrentLinkedDeque
- 特性：双端队列版本的
ConcurrentLinkedQueue，支持高效的双向操作。 - 用法：
ConcurrentLinkedDeque<String> deque = new ConcurrentLinkedDeque<>();
1.6 LinkedBlockingQueue
- 特性：基于链表的阻塞队列，支持可选的容量限制。
- 优势：适合生产者-消费者模型。
- 用法：
LinkedBlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<>(100);
1.7 LinkedBlockingDeque
- 特性：双端队列版本的
LinkedBlockingQueue，支持从两端进行操作。 - 用法：
LinkedBlockingDeque<String> deque = new LinkedBlockingDeque<>(100);
1.8 ConcurrentSkipListMap
- 特性：基于跳表的线程安全
SortedMap实现，支持按键排序。 - 用法：
ConcurrentSkipListMap<String, String> map = new ConcurrentSkipListMap<>();
1.9 ConcurrentSkipListSet
- 特性：基于
ConcurrentSkipListMap实现的线程安全有序集合。 - 用法：
ConcurrentSkipListSet<String> set = new ConcurrentSkipListSet<>();
2. 基于 Collections 工具类的同步集合
Collections.synchronizedXXX 方法可以将非线程安全的集合包装成线程安全集合，但性能不如 java.util.concurrent 包。
2.1 SynchronizedList
- 特性：将普通
List包装成线程安全集合。 - 用法：
List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
2.2 SynchronizedSet
- 特性：将普通
Set包装成线程安全集合。 - 用法：
Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
2.3 SynchronizedMap
- 特性：将普通
Map包装成线程安全集合。 - 用法：
Map<String, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
注意：使用
Collections.synchronizedXXX包装的集合在迭代时需要显式加锁：synchronized (list) {for (String s : list) {// 操作} }
3. Immutable Collections（不可变集合）
Java 9 引入了不可变集合，通过 List.of()、Set.of() 和 Map.of() 创建：
- 特性：线程安全，不可修改，适合配置类或常量类数据。
- 用法：
List<String> list = List.of("a", "b", "c"); Set<String> set = Set.of("a", "b", "c"); Map<String, String> map = Map.of("key1", "value1", "key2", "value2");
4. Vector 和 Stack
这些是早期的线程安全集合：
- Vector：线程安全的
List实现。Vector<String> vector = new Vector<>(); - Stack：线程安全的栈（继承自
Vector）。Stack<String> stack = new Stack<>();
但它们性能较低，通常不推荐使用。
推荐选择
- 高并发场景：优先使用
java.util.concurrent包下的集合，例如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet等。 - 读多写少：使用
CopyOnWriteArrayList或CopyOnWriteArraySet。 - 简易同步：使用
Collections.synchronizedXXX包装集合。 - 不可修改数据：使用不可变集合（
List.of等）。
如果你有特定的应用场景，可以详细讨论选择最优集合！