面試官：Java 有線程安全的 set 嗎？我竟然答不上來。。

在多線程環境下，要使用線程安全的集合，比如，ConcurrentHashMap是線程安全的HashMap，CopyOnWriteArrayList是線程安全的ArrayList。那麼HashSet對應的線程安全集合，是什麼呢？java有沒有提供預設實作呢？

在java的concurrent包中，我找到了CopyOnWriteArraySet，那麼它是線程安全的嗎？下面是測試代碼。

public static void main(String[] args) {
    Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(12);
    int times = 10000;
    AtomicInteger flag = new AtomicInteger(0);
    for(int i = 0; i < times; i ++){
        service.execute(()->{
            set.add("a" + flag.getAndAdd(1));
        });
    }
    service.shutdown();
    try {
        service.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.DAYS);
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(set.size());
}      

經過多次執行，結果都是10000。可以說明，CopyOnWriteArraySet是線程安全的Set。另外，關注公衆号Java技術棧，在背景回複：面試，可以擷取我整理的 Java 系列面試題和答案，非常齊全。

那麼CopyOnWriteArraySet是如何保證寫入時的線程安全呢？以下是CopyOnWriteArraySet的add源碼。

public boolean add(E e) {
    return al.addIfAbsent(e);
}
public boolean addIfAbsent(E e) {
    Object[] snapshot = getArray();
    return indexOf(e, snapshot, 0, snapshot.length) >= 0 ? false :
        addIfAbsent(e, snapshot);
}
private static int indexOf(Object o, Object[] elements,
                           int index, int fence) {
    if (o == null) {
        for (int i = index; i < fence; i++)
            if (elements[i] == null)
                return i;
    } else {
        for (int i = index; i < fence; i++)
            if (o.equals(elements[i]))
                return i;
    }
    return -1;
}
private boolean addIfAbsent(E e, Object[] snapshot) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] current = getArray();
        int len = current.length;
        if (snapshot != current) {
            // Optimize for lost race to another addXXX operation
            int common = Math.min(snapshot.length, len);
            for (int i = 0; i < common; i++)
                if (current[i] != snapshot[i] && eq(e, current[i]))
                    return false;
            if (indexOf(e, current, common, len) >= 0)
                    return false;
        }
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(current, len + 1);
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}      

從源碼可以看出，CopyOnWriteArraySet底層采用了CopyOnWriteArrayList資料結構來實作。在add元素時，采用的是可重入鎖來實作線程安全。