不同创建线程安全Set的方式
线程安全的问题，真的算是老生常谈了。这几天看到一个 HashSet 线程安全的骚操作，在这里分享给大家。 在本文中，我们将分享如何构造线程安全的HashSet的几种方法。
使用ConcurrentHashMap工厂方法构造线程安全的HashSet
首先, 我们来看看_ConcurrentHashMap_暴露出来的静态方法 -- newKeySet()。此方法返回一个Set的实例，等同于实现了 java.util.Set 接口，而且能够使用Set的一些常用操作，比如 add(), contains() 等。
举个例子：
Set< Integer > threadSafeUniqueNumbers = ConcurrentHashMap.newKeySet();
threadSafeUniqueNumbers.add(23);
threadSafeUniqueNumbers.add(45);
这里返回的Set，其实有点类似于 HashSet，因为两者都是基于Hash算法实现的，另外线程同步逻辑带来的额外开销也很小，因为它最终还是 ConcurrentHashMap 的一部分。
不过，这个只能在 Java 8 以上版本才可以使用，我想大部分公司应该至少 Java 8 了吧。直接拿来用就行。
现在，我们已经了解了可以用 ConcurrentHashMap#newKeySet()构建类似于线程安全的HashSet，在 ConcurrentHashMap 其实被定义为 KeySetView。ConcurrentHashMap 其实还有两个实例方法可以用于构建 KeySetView, 一个是 keySet() 另外一个就是keySet(defaultValue), 我这里就简写一下了， 大家可以在IDE中直接打出来看看。
这两个方法都可以创建KeySetView的实例，KeySetView 与 Map 是一个连接的关系。 我们每次向Map中添加新的键值对的时候，Set中的数据也在相应的添加，我们通过几个例子来看看这两种方法有哪些区别。
KeySet() 方法
keySet() 方法 和 keySet(defaultValue) ，最大的区别就是不能直接往Set中添加数据。直接添加的话，会抛出 UnsupportedOperationException 异常，源码中的定义如下。
public KeySetView< K,V > keySet() {
KeySetView< K,V > ks;
if ((ks = keySet) != null) return ks;
return keySet = new KeySetView< K,V >(this, null);
}
// add
public boolean add(K e) {
V v;
if ((v = value) == null)
throw new UnsupportedOperationException();
return map.putVal(e, v, true) == null;
}
所以我们只能通过如下的方式使用。
ConcurrentHashMap< Integer,String > numbersMap = new ConcurrentHashMap< >();
Set< Integer > numbersSet = numbersMap.keySet();
numbersMap.put(1, "One");
numbersMap.put(2, "Two");
numbersMap.put(3, "Three");
System.out.println("Map before remove: "+ numbersMap);
System.out.println("Set before remove: "+ numbersSet);
numbersSet.remove(2);
System.out.println("Set after remove: "+ numbersSet);
System.out.println("Map after remove: "+ numbersMap);
输出结果如下。
Map before remove: {1=One, 2=Two, 3=Three}
Set before remove: [1, 2, 3]
Set after remove: [1, 3]
Map after remove: {1=One, 3=Three}
KeySet(defaultValue) 方法
keySet(defaultValue) ,由于有设置默认的value，可以在添加的时候不会报错，JDK 源码纵定义如下：
public KeySetView< K,V > keySet(V mappedValue) {
if (mappedValue == null)
throw new NullPointerException();
return new KeySetView< K,V >(this, mappedValue);
}
所以我们可以通过如下的方式使用。
ConcurrentHashMap< Integer,String > numbersMap = new ConcurrentHashMap< >();
Set< Integer > numbersSet = numbersMap.keySet("SET-ENTRY");
numbersMap.put(1, "One");
numbersMap.put(2, "Two");
numbersMap.put(3, "Three");
System.out.println("Map before add: "+ numbersMap);
System.out.println("Set before add: "+ numbersSet);
numbersSet.addAll(asList(4,5));
System.out.println("Map after add: "+ numbersMap);
System.out.println("Set after add: "+ numbersSet);
输出结果如下：
Map before add: {1=One, 2=Two, 3=Three}
Set before add: [1, 2, 3]
Map after add: {1=One, 2=Two, 3=Three, 4=SET-ENTRY, 5=SET-ENTRY}
Set after add: [1, 2, 3, 4, 5]
使用Collections的来创建线程安全的 Set
java.util.Collections 中有一个线程同步的方法可以用于创建，示例代码如下。
Set< Integer > syncNumbers = Collections.synchronizedSet(new HashSet< >());
syncNumbers.add(1);
这个方法的性能并没有ConcurrentHashMap的那个效率高，由于使用了同步锁，增加了一些额外的开销。
使用CopyOnWriteArraySet构建线程安全的 Set
用CopyOnWriteArraySet 创建线程安全的 set 也是非常简单的。示例代码如下
Set< Integer > copyOnArraySet = new CopyOnWriteArraySet< >();
copyOnArraySet.add(1);
这个方法从性能的角度上来看，也不是很理想，CopyOnWriteArraySet 背后的实现是CopyOnWriteArrayList, 最终使用了数组来存储数据，也就意味着 contains() 或者 remove() 操作，具有 O(n) 的复杂度，而使用HashMap 复杂度为 O(1) 。
建议使用此实现时，设置大小通常保持较小，只读操作占大多数。
总结
在本文中，我们看到了不同的创建线程安全的Set的方式，也比较了他们之间的差异性。 所以大家以后使用的时候，可以考虑使用ConcurrentHashMap创建的Set。
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