我們知道ArrayList是線程不安全的，與之對應(yīng)的線程安全Vector，為何？看源碼
ArrayList:

public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!//ensureCapacityInternal()這個方法的作用就是判斷如果將當(dāng)前的新元素加到列表后面，列表的elementData數(shù)組的大小是否滿足，如果size + 1的這個需求長度大于了elementData這個數(shù)組的長度，那么就要對這個數(shù)組進(jìn)行擴(kuò)容elementData[size++] = e;return true;}

Vector:

public synchronized void addElement(E obj) {modCount++;ensureCapacityHelper(elementCount + 1);elementData[elementCount++] = obj;}

一目了然：Vector的add方法加了synchronized ，而ArrayList沒有，所以ArrayList線程不安全，但是，由于Vector加了synchronized ，變成了串行，所以效率低。
不安全詳細(xì)解釋：

1.假設(shè)size=9 2.線程A開始進(jìn)入add方法，這時它獲取到size的值為9，調(diào)用ensureCapacityInternal方法進(jìn)行容量判斷。 3.線程B此時也進(jìn)入add方法，它獲取到size的值也為9，也開始調(diào)用ensureCapacityInternal方法。 4.線程A發(fā)現(xiàn)需求大小為10，而elementData的大小就為10，可以容納。于是它不再擴(kuò)容，返回。 5.線程B也發(fā)現(xiàn)需求大小為10，也可以容納，返回。 6.線程A開始進(jìn)行設(shè)置值操作， elementData[size++] = e 操作。此時size變?yōu)?span id="ozvdkddzhkzd" class="token number">10。 7.線程B也開始進(jìn)行設(shè)置值操作，它嘗試設(shè)置elementData[10] = e，而elementData沒有進(jìn)行過擴(kuò)容，它的下標(biāo)最大為9。于是此時會報出一個數(shù)組越界的異常ArrayIndexOutOfBoundsException.另外第二步 elementData[size++] = e 設(shè)置值的操作同樣會導(dǎo)致線程不安全。因為他不是一個原子操作，它由如下兩步操作構(gòu)成： 1.elementData[size] = e; 2.size = size + 1; 在單線程執(zhí)行這兩條代碼時沒有任何問題，但是當(dāng)多線程環(huán)境下執(zhí)行時，可能就會發(fā)生一個線程的值覆蓋另一個線程添加的值，具體邏輯如下：1.列表大小為0，即size=0 2.線程A開始添加一個元素，值為A。此時它執(zhí)行第一條操作，將A放在了elementData下標(biāo)為0的位置上。 3.接著線程B剛好也要開始添加一個值為B的元素，且走到了第一步操作。此時線程B獲取到size的值依然為0，于是它將B也放在了elementData下標(biāo)為0的位置上。 4.線程A開始將size的值增加為1 5.線程B開始將size的值增加為2這樣線程AB執(zhí)行完畢后，理想中情況為size為2，elementData下標(biāo)0的位置為A，下標(biāo)1的位置為B。而實際情況變成了size為2，elementData下標(biāo)為0的位置變成了B，下標(biāo)1的位置上什么都沒有。并且后續(xù)除非使用set方法修改此位置的值，否則將一直為null，因為size為2，添加元素時會從下標(biāo)為2的位置上開始。

解決方案：
1.使用 vector代替ArrayList(不建議)
2.使用Collections提供的方法synchronizedList來保證list是同步線程安全(也不建議)

List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

此圖也說明：Set、Map、List類也是線程不安全
3.使用基于寫時復(fù)制的CopyOnWriteArrayList

拓展：

List->CopyOnWriteArrayList Set->CopyOnWriteArraySet Map->concurrentHashmap 注意：synchronizedMap是表鎖，效率低，concurrentHashmap，行鎖（只鎖寫入模塊），效率高 public class CopyOnWriteArrayList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {//寫時需要加鎖final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();//在修改之后需要保證其他讀線程能立刻讀到新數(shù)據(jù)private transient volatile Object[] array;final Object[] getArray() {return array;}final void setArray(Object[] a) {array = a;}//增加元素時需要加鎖public boolean add(E e) {final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();try {Object[] elements = getArray();int len = elements.length;Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1); //復(fù)制出一份新的數(shù)組，長度加一newElements[len] = e; //把新元素加在末尾setArray(newElements); //引用改為新建的副本數(shù)組return true;} finally {lock.unlock();}}//獲取數(shù)組中的元素，一律從舊的數(shù)組中讀public E get(int index) {return get(getArray(), index);} }

• 原理：

初始化的時候只有一個容器，很常一段時間，這個容器數(shù)據(jù)、數(shù)量等沒有發(fā)生變化的時候，大家(多個線程)，都是讀取(假設(shè)這段時間里只發(fā)生讀取的操作)同一個容器中的數(shù)據(jù)，所以這樣大家讀到的數(shù)據(jù)都是唯一、一致、安全的，但是后來有人往里面增加了一個數(shù)據(jù)，這個時候CopyOnWriteArrayList 底層實現(xiàn)添加的原理是先copy出一個容器(可以簡稱副本)，再往新的容器里添加這個新的數(shù)據(jù)，最后把新的容器的引用地址賦值給了之前那個舊的的容器地址，但是在添加這個數(shù)據(jù)的期間，其他線程如果要去讀取數(shù)據(jù)，仍然是讀取到舊的容器里的數(shù)據(jù)。

• 優(yōu)點:
  1.解決的開發(fā)工作中的多線程的并發(fā)問題。
• 缺點:
  1.內(nèi)存占有問題:很明顯，兩個數(shù)組同時駐扎在內(nèi)存中，如果實際應(yīng)用中，數(shù)據(jù)比較多，而且比較大的情況下，占用內(nèi)存會比較大，針對這個其實可以用ConcurrentHashMap來代替。
  2.數(shù)據(jù)一致性:CopyOnWrite容器只能保證數(shù)據(jù)的最終一致性，不能保證數(shù)據(jù)的實時一致性。所以如果你希望寫入的的數(shù)據(jù)，馬上能讀到，請不要使用CopyOnWrite容器。
  參考文章1
  參考文章2

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ArrayList为何线程不安全，如何解决的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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