java集合 線程安全

1.快速失敗(fail-fast)和安全失敗(fail-safe)?

一：快速失敗（fail—fast）

在用迭代器遍歷一個集合對象時，若是遍歷過程當中對集合對象的內容進行了修改（增長、刪除、修改），則會拋出Concurrent Modification Exception。

原理：迭代器在遍歷時直接訪問集合中的內容，而且在遍歷過程當中使用一個 modCount 變量。集合在被遍歷期間若是內容發生變化，就會改變modCount的值。每當迭代器使用hashNext()/next()遍歷下一個元素以前，都會檢測modCount變量是否爲expectedmodCount值，是的話就返回遍歷；不然拋出異常，終止遍歷。

注意：這裏異常的拋出條件是檢測到 modCount！=expectedmodCount 這個條件。若是集合發生變化時修改modCount值恰好又設置爲了expectedmodCount值，則異常不會拋出。所以，不能依賴於這個異常是否拋出而進行併發操做的編程，這個異常只建議用於檢測併發修改的bug。

場景：java.util包下的集合類都是快速失敗的，不能在多線程下發生併發修改（迭代過程當中被修改）。

二：安全失敗（fail—safe）

採用安全失敗機制的集合容器，在遍歷時不是直接在集合內容上訪問的，而是先複製原有集合內容，在拷貝的集合上進行遍歷。

原理：因爲迭代時是對原集合的拷貝進行遍歷，因此在遍歷過程當中對原集合所做的修改並不能被迭代器檢測到，因此不會觸發Concurrent Modification Exception。

缺點：基於拷貝內容的優勢是避免了Concurrent Modification Exception，但一樣地，迭代器並不能訪問到修改後的內容，即：迭代器遍歷的是開始遍歷那一刻拿到的集合拷貝，在遍歷期間原集合發生的修改迭代器是不知道的。

場景：java.util.concurrent包下的容器都是安全失敗，能夠在多線程下併發使用，併發修改。

2.線程安全的java集合,以及其原理 (https://www.imooc.com/article/34600)

jdk1.5以前實現集合的併發開發和jdk1.5版本之後有所差異

jdk1.5前:

　　（1）最爲簡單直接的就是在程序中咱們本身對共享變量進行加鎖。不過，缺點也顯而易見，手動實現線程安全間接增長了程序的複雜度，以及代碼出錯的機率---例如：線程死鎖的產生；
　　（2）咱們還可使用Java集合框架中的Vector、Hashtable實現類，這兩個類都是線程安全的。不過，Java已不提倡使用。
　　（3）此外，咱們還可使用集合工具類--Collections，經過調用其中的靜態方法，來獲得線程安全的集合。具體方法，包括：Collections.synchronizedCollection(Collection<T> c)、　　Collections.synchronizedSet(Set<T> s)、Collections.synchronizedList(List<T>)、Collections.synchronizedMap(Map<K, V>)。
　　究其原理，他們都是經過在方法中加synchronized同步鎖來實現的。咱們知道synchronized鎖的開銷較大，在程序中不建議使用。
　　雖然，這三種方式能夠實現線程安全的集合，可是都有顯而易見的缺點，並且也不是咱們今天所關注的重點。

jdk1.5推出了java.util.concurrent包。該包的出現，讓Java併發編程變得更加輕鬆，幫助開發者編寫更加高效、易維護、結構清晰的程序:

　　阻塞式集合：當集合已滿或爲空時，被調用的添加（滿）、移除（空）方法就不能當即被執行，調用這個方法的線程將被阻塞，一直等到該方法能夠被成功執行。
　　非阻塞式集合：當集合已滿或爲空時，被調用的添加（滿）、移除（空）方法就不能當即被執行，調用這個方法的線程不會被阻塞，而是直接則返回null或拋出異常。

下面，就來看下concurrent包下，到底存在了哪些線程安全的集合：
Collection集合：

List：
　　CopyOnWriteArrayList
Set：
　　CopyOnWriteArraySet
　　ConcurrentSkipListSet
Queue：
　　BlockingQueue:
　　LinkedBlockingQueue
DelayQueue
　　PriorityBlockingQueue
　　ConcurrentLinkedQueue
TransferQueue:
　　LinkedTransferQueue
　　BlockingDeque:
　　LinkedBlockingDeque
　　ConcurrentLinkedDeque
Map集合：

Map:
　　ConcurrentMap:
　　ConcurrentHashMap
　　ConcurrentSkipListMap
　　ConcurrentNavigableMap
經過以上能夠看出，java.util.concurrent包爲每一類集合都提供了線程安全的實現。

其中list又採用的是CopyOnWrite機制,我對其理解是,這個機制與Array不一樣的是,其在get()方法中是不加鎖的,提高了性能.能夠這麼作的緣由是,CopyOnWrite在add()的時候,既添加了鎖,又拷貝了備份,在備份上操做後又將指針指回原地址.

簡單的理解，就是當咱們往CopyOnWrite容器中添加元素時，不直接操做當前容器，而是先將容器進行Copy，而後對Copy出的新容器進行修改，修改後，再將原容器的引用指向新的容器，即完成了整個修改操做；

更詳細的解析須要到原博文去閱讀