В каком случае структура данных «куча» (Heap) не является потокобезопасной в Java?

Куча (например, PriorityQueue) по умолчанию не потокобезопасна. Проблемы возникают при параллельной модификации из нескольких потоков без внешней синхронизации, что приводит к состоянию гонки (race condition), повреждению внутренней структуры данных и неопределённому поведению.

Пример небезопасного использования:

PriorityQueue<Integer> heap = new PriorityQueue<>();

// Поток 1
new Thread(() -> heap.add(1)).start();
// Поток 2
new Thread(() -> heap.add(2)).start();
// Результат: возможны исключения ConcurrentModificationException,
// потеря данных или некорректная структура кучи.

Как обеспечить потокобезопасность:

1. Использовать блокирующую версию из java.util.concurrent:

   import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
   PriorityBlockingQueue<Integer> safeHeap = new PriorityBlockingQueue<>();
   // Теперь операции add, poll, peek потокобезопасны.

2. Внешняя синхронизация с помощью Collections.synchronizedCollection():

   Queue<Integer> syncHeap = Collections.synchronizedCollection(new PriorityQueue<>());
   // Теперь необходим доступ через synchronized-блоки.

3. Явная синхронизация (наименее предпочтительно):

   synchronized(heap) {
       heap.add(value);
   }

Ключевой вывод: Любая стандартная реализация кучи (PriorityQueue) небезопасна для многопоточного доступа "из коробки".