Java集合框架中的集合类与多线程操作_技术教程

不会立即抛 ConcurrentModificationException，而是在迭代时检测到 modCount 不一致才抛出；多线程直接 add() 可能导致数组越界、元素覆盖或结果丢失。

ArrayList 在多线程下直接 add() 会抛 ConcurrentModificationException 吗？

不会立即抛 ConcurrentModificationException，但大概率在迭代时崩溃。这个异常不是在写操作（如 add()）时触发，而是在后续调用 iterator().next() 或 forEach() 等遍历方法检测到结构被并发修改时才抛出。

ArrayList 的 modCount 字段记录结构性修改次数，Iterator 持有初始 expectedModCount，不一致即触发异常
多个线程同时 add() 可能导致数组越界、元素覆盖或 NullPointerException，因为 add() 不是原子操作：先检查容量 → 扩容（可能复制数组）→ 写入元素
即使没抛异常，结果也是不可预测的——比如两个线程同时 add("a")，最终可能只插入一个，或数组处于中间状态

哪些 Java 集合类天生支持多线程安全？

真正线程安全的集合类极少，且各有适用边界。注意“线程安全”仅指单个操作原子，不等于复合操作自动安全。

Vector 和 Stack：所有 public 方法加了 synchronized，但性能差、已基本被弃用
Hashtable：类似 Vector，get() 和 put() 都同步，但不支持 null 键/值，且迭代仍需手动同步
ConcurrentHashMap：推荐首选，分段锁（JDK 7）或 cas + synchronized（JDK 8+），支持高并发读写，get() 无锁，put() 锁粒度为桶（bin）
CopyOnWriteArrayList：写操作复制整个数组，读操作完全无锁；适合读远多于写的场景（如监听器列表），但内存开销大、写延迟高

ConcurrentHashMap 的 computeIfAbsent() 为什么比 putIfAbsent() 更适合初始化缓存？

因为 computeIfAbsent() 能保证：键不存在时，只会执行一次传入的 mapping function；而 putIfAbsent() 无法避免重复构造值对象。

Map> cache = new ConcurrentHashMap<>();
// ❌ 可能多次 new ArrayList()，即使 key 已存在
cache.putIfAbsent("key", new ArrayList<>());

// ✅ 只有 key 真正不存在时，lambda 才执行一次
cache.computeIfAbsent("key", k -> new ArrayList<>());

computeIfAbsent() 内部对目标桶加锁，确保 mapping function 不会被并发调用多次
若 mapping function 耗时（如查数据库、解析 JSON），重复执行会造成资源浪费甚至业务错误
注意：mapping function 内不能调用该
map 的其他写方法（如 put()），否则可能死锁

用 Collections.synchronizedList() 包装 ArrayList 还需要额外同步吗？

需要。包装后单个方法（如 add()、get()）是线程安全的，但复合操作（如“检查是否存在再添加”）仍是竞态点。

List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
// ❌ 以下三行不是原子操作：可能两个线程同时通过 if 判断，都执行 add()
if (!list.contains("x")) {
    list.add("x"); // ← 中间可能被其他线程插入 "x"
}

必须用 synchronized(list) 显式包裹整个逻辑块
迭代时也必须手动同步，否则仍可能抛 ConcurrentModificationException：synchronized(list) { for (String s : list) { ... } }
这种包装只是“语法糖”，底层仍是粗粒度锁，吞吐量不如 ConcurrentHashMap 或 CopyOnWriteArrayList