面试题：Java中如何使一个非线程安全的Java Collections实现线程安全？

方法一：使用同步包装器

描述：Java提供了Collections类的静态方法来创建线程安全的集合包装器，例如Collections.synchronizedList、Collections.synchronizedMap等。这些方法返回一个同步的集合，对该集合的所有操作都被同步，以确保线程安全。
示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class SynchronizedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);

        // 多线程操作synchronizedList
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            synchronizedList.add("element1");
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            synchronizedList.add("element2");
        });

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(synchronizedList);
    }
}

使用场景：适用于需要简单地将现有的非线程安全集合转换为线程安全集合，并且对性能要求不是特别高的场景。例如，在一些小型的多线程应用程序中，对集合的操作频率不是特别高的情况下可以使用。

方法二：使用并发集合类

描述：Java并发包（java.util.concurrent）提供了一些线程安全的集合类，如CopyOnWriteArrayList、ConcurrentHashMap等。这些集合类针对多线程环境进行了优化，通常具有更好的性能。
- CopyOnWriteArrayList：在修改操作（如添加、删除元素）时，会创建一个底层数组的副本，在副本上进行修改，然后将新数组赋值给原数组。读操作则直接读取原数组，不需要加锁，因此读操作性能较高，但写操作相对较慢。
- ConcurrentHashMap：采用分段锁机制，允许多个线程同时访问不同的段，提高了并发性能。
示例 - CopyOnWriteArrayList：

import java.util.Iterator;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class CopyOnWriteArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            list.add("element1");
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            list.add("element2");
        });

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

示例 - ConcurrentHashMap：

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class ConcurrentHashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            map.put("key1", 1);
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            map.put("key2", 2);
        });

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(map);
    }
}

使用场景：
- CopyOnWriteArrayList适用于读多写少的场景，例如事件监听列表，多个线程可能频繁读取事件，但很少添加或删除监听器。
- ConcurrentHashMap适用于高并发读写的场景，如在大型的多线程Web应用程序中，需要频繁地读取和更新缓存数据的场景。

面试题：Java中如何使一个非线程安全的Java Collections实现线程安全？

知识考点

面试题答案

方法一：使用同步包装器

方法二：使用并发集合类