parallelStream线程问题及解决方案

parallelStream可以在多个线程中并行处理流数据，提高性能。然而，如果在处理过程中涉及共享的可变状态，可能会导致线程不安全的问题。以下是一个简单的示例演示了如何在不正确的使用情况下导致线程安全问题：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class ParallelStreamDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用一个普通的ArrayList来存储结果
        List<Integer> resultList = new ArrayList<>();

        // 创建一个范围从1到1000的列表
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
            numbers.add(i);
        }

        // 使用parallelStream尝试将每个数字的平方加入resultList
        numbers.parallelStream().forEach(number -> {
            // 这是一个临界区，resultList被多个线程同时修改
            resultList.add(number * number);
        });

        // 输出结果大小
        System.out.println("Expected size: " + numbers.size());
        System.out.println("Actual size: " + resultList.size());

        // 打印结果列表中的一些内容
        System.out.println("Some elements in the result: " + resultList.subList(0, 10));
    }
}

问题分析：

1. 线程不安全：ArrayList是线程不安全的。在多个线程同时进行写操作时，可能导致数据丢失或者其他不一致的问题。

2. 结果不准确：实际输出的resultList可能小于预期，因为当多个线程同时尝试写入同一个内存位置时，它们可能不会正确处理并发访问，导致某些写操作被忽略。

解决方案：

若要解决这样的问题，可以选择一些线程安全的集合类，例如 CopyOnWriteArrayList 或者使用同步机制来确保线程安全

import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class ParallelStreamThreadSafeDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用线程安全的CopyOnWriteArrayList来存储结果
        List<Integer> resultList = new CopyOnWriteArrayList<>();

        // 创建一个范围从1到1000的列表
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
            numbers.add(i);
        }

        // 使用parallelStream添加数字的平方到resultList
        numbers.parallelStream().forEach(number -> {
            resultList.add(number * number);
        });

        // 输出结果大小
        System.out.println("Expected size: " + numbers.size());
        System.out.println("Actual size: " + resultList.size());
        System.out.println("Some elements in the result: " + resultList.subList(0, 10));
    }
}

通过使用CopyOnWriteArrayList，我们确保了在并发写时是线程安全的，这样就可以得到预期的结果。