java集合 线程安全

1.快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)?

一：快速失败（fail—fast）

在用迭代器遍历一个集合对象时，若是遍历过程当中对集合对象的内容进行了修改（增长、删除、修改），则会抛出Concurrent Modification Exception。

原理：迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，而且在遍历过程当中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间若是内容发生变化，就会改变modCount的值。每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素以前，都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值，是的话就返回遍历；不然抛出异常，终止遍历。

注意：这里异常的抛出条件是检测到 modCount！=expectedmodCount 这个条件。若是集合发生变化时修改modCount值恰好又设置为了expectedmodCount值，则异常不会抛出。所以，不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操做的编程，这个异常只建议用于检测并发修改的bug。

场景：java.util包下的集合类都是快速失败的，不能在多线程下发生并发修改（迭代过程当中被修改）。

二：安全失败（fail—safe）

采用安全失败机制的集合容器，在遍历时不是直接在集合内容上访问的，而是先复制原有集合内容，在拷贝的集合上进行遍历。

原理：因为迭代时是对原集合的拷贝进行遍历，因此在遍历过程当中对原集合所做的修改并不能被迭代器检测到，因此不会触发Concurrent Modification Exception。

缺点：基于拷贝内容的优势是避免了Concurrent Modification Exception，但一样地，迭代器并不能访问到修改后的内容，即：迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝，在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。

场景：java.util.concurrent包下的容器都是安全失败，能够在多线程下并发使用，并发修改。

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

jdk1.5以前实现集合的并发开发和jdk1.5版本之后有所差异

jdk1.5前:

　　（1）最为简单直接的就是在程序中咱们本身对共享变量进行加锁。不过，缺点也显而易见，手动实现线程安全间接增长了程序的复杂度，以及代码出错的几率---例如：线程死锁的产生；
　　（2）咱们还可使用Java集合框架中的Vector、Hashtable实现类，这两个类都是线程安全的。不过，Java已不提倡使用。
　　（3）此外，咱们还可使用集合工具类--Collections，经过调用其中的静态方法，来获得线程安全的集合。具体方法，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，他们都是经过在方法中加synchronized同步锁来实现的。咱们知道synchronized锁的开销较大，在程序中不建议使用。
　　虽然，这三种方式能够实现线程安全的集合，可是都有显而易见的缺点，并且也不是咱们今天所关注的重点。

jdk1.5推出了java.util.concurrent包。该包的出现，让Java并发编程变得更加轻松，帮助开发者编写更加高效、易维护、结构清晰的程序:

　　阻塞式集合：当集合已满或为空时，被调用的添加（满）、移除（空）方法就不能当即被执行，调用这个方法的线程将被阻塞，一直等到该方法能够被成功执行。
　　非阻塞式集合：当集合已满或为空时，被调用的添加（满）、移除（空）方法就不能当即被执行，调用这个方法的线程不会被阻塞，而是直接则返回null或抛出异常。

下面，就来看下concurrent包下，到底存在了哪些线程安全的集合：
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
经过以上能够看出，java.util.concurrent包为每一类集合都提供了线程安全的实现。

其中list又采用的是CopyOnWrite机制,我对其理解是,这个机制与Array不一样的是,其在get()方法中是不加锁的,提高了性能.能够这么作的缘由是,CopyOnWrite在add()的时候,既添加了锁,又拷贝了备份,在备份上操做后又将指针指回原地址.

简单的理解，就是当咱们往CopyOnWrite容器中添加元素时，不直接操做当前容器，而是先将容器进行Copy，而后对Copy出的新容器进行修改，修改后，再将原容器的引用指向新的容器，即完成了整个修改操做；

更详细的解析须要到原博文去阅读