1. 概述
在这个教程中，我们将探讨如何创建线程安全的 HashSet 实例，以及与 ConcurrentHashMap 对应的 HashSet 实现。此外，我们还将分析每种方法的优缺点。
2. 使用 ConcurrentHashMap 工厂方法创建线程安全的 HashSet
首先，我们来看看 ConcurrentHashMap 类，它提供了静态的 newKeySet() 方法。这个方法返回一个符合 java.util.Set 接口的实例，支持标准方法如 add(), contains() 等操作。
创建过程很简单：
Set<Integer> threadSafeUniqueNumbers = ConcurrentHashMap.newKeySet();
threadSafeUniqueNumbers.add(23);
threadSafeUniqueNumbers.add(45);
此外，返回的 Set 的性能与普通的 HashSet 相似，因为它们都基于哈希算法实现。而且，由于使用了 ConcurrentHashMap，同步逻辑带来的额外开销也相对较小。
值得注意的是，这个方法从 Java 8 开始可用。
3. 使用 ConcurrentHashMap 实例方法创建线程安全的 HashSet
到目前为止，我们已经了解了 ConcurrentHashMap 的静态方法。接下来，我们将研究 ConcurrentHashMap 提供的实例方法来创建线程安全的 Set 实例。这里有两种方法：newKeySet() 和 newKeySet(defaultValue)，它们之间略有不同。
这两种方法创建的 Set 都与原始地图关联。换句话说，每次在源 ConcurrentHashMap 中添加新条目时，Set 也会接收到该值。现在让我们看看这两种方法的区别。
3.1. newKeySet() 方法
如上所述，newKeySet() 返回包含源地图所有键的 Set。与 newKeySet(defaultValue) 的主要区别在于，前者不支持向 Set 添加新元素。如果尝试调用 add() 或 addAll() 方法，会抛出 UnsupportedOperationException。
尽管 remove(object) 和 clear() 操作正常工作，但我们需要注意，对 Set 的任何修改都会反映在原始地图中：
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);
以下是上述代码的输出：
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}
3.2. newKeySet(defaultValue) 方法
另一种从地图中的键创建 Set 的方法是 newKeySet(defaultValue)。相比之前的方法，它返回的 Set 实例支持通过调用 add() 或 addAll() 在 Set 上添加新元素。
传递的默认值参数将用于通过 add() 或 addAll() 方法添加到地图中的新条目的值。下面的例子展示了其工作原理：
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);
以下是上述代码的输出：
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]
4. 使用 Collections 工具类创建线程安全的 HashSet
我们可以利用 java.util.Collections 类提供的 synchronizedSet() 方法创建线程安全的 HashSet 实例：
Set<Integer> syncNumbers = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
syncNumbers.add(1);
在使用这种方法之前，请注意它的效率不如前面讨论的那些方法。synchronizedSet() 只是将 Set 实例包装在一个同步装饰器中，而 ConcurrentHashMap 实现了底层的并发机制。
5. 使用 CopyOnWriteArraySet 创建线程安全的 Set
最后一个创建线程安全 Set 实现的方法是 CopyOnWriteArraySet。创建此类实例非常简单：
Set<Integer> copyOnArraySet = new CopyOnWriteArraySet<>();
copyOnArraySet.add(1);
尽管这个类看起来很有吸引力，但我们需要考虑其严重的性能问题。CopyOnWriteArraySet 在内部使用数组而不是哈希表存储数据。这意味着像 contains() 或 remove() 这样的操作具有 O(n) 的复杂度，而使用基于 ConcurrentHashMap 的 Set，复杂度为 O(1)。
建议在 Set 的大小通常较小且读取操作占多数的情况下使用这种实现。
6. 总结
在这篇文章中，我们探讨了创建线程安全 Set 实例的不同方法，并强调了它们之间的差异。首先推荐使用 ConcurrentHashMap.newKeySet() 静态方法创建线程安全的 HashSet。然后，我们比较了 ConcurrentHashMap 静态方法和 newKeySet()、newKeySet(defaultValue) 方法在 ConcurrentHashMap 实例上的差异。
最后，我们讨论了 Collections.synchronizedSet() 和 CopyOnWriteArraySet，以及它们的性能影响。
如往常一样，完整的源代码可以在 GitHub 查看。