ArrayList并非線程安全的容器，這一點大家可能都非常清楚，但是在并發寫入的情況下，不安全的情況具體有哪些，大家是否很清楚呢？本篇文章重點聊一下出現null的情況，然后對于其他并發寫的安全做一個簡單的敘述

我們看下面的代碼，打印List的元素數量以及打印存儲的元素

List list = new ArrayList<>(); for (int i=0;i<10;i++) { int finalI = i; new Thread(()->{ list.add(finalI +1); }).start(); } System.out.println(list.size()); System.out.println(list.toString());

最理想的情況下，打印結果應該如下:

10[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

但是有可能出現一些其他問題，就像下面結果List元素出現null值的結果

10[null, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]或者10[null, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]或者10[null, null, null, 1, 5, 6, 7, 8, 9, 10]......

在我看百度看到的所有答案中，關于并發寫出現Null值，幾乎都是將原因歸咎到add方法中的size++上，這里我個人認為這種回答應該是錯誤的，出現null值的原因應該是擴容所造成的。

public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); elementData[size++] = e;}

首先說一下為什么我覺得網上的答案是錯誤的，我們模擬add方法，然后使用javap命令拿到class的字節碼看一下:

#### Java程序int size = 0;int[] elementDate = new int[5];public void add() { elementDate[size++] = 10;}#### Javap 得到的字節碼 public void add(); Code: 0: aload_0 1: getfield #3 // Field elementDate:[I 4: aload_0 5: dup 6: getfield #2// Field size:I 9: dup_x1 10: iconst_1 11: iadd 12: putfield #2// Field size:I 15: bipush 10 17: iastore 18: return

在add方法的字節碼中，通過getfield拿到elementDate數組放入棧頂(操作數棧)，然后dup命令復制棧頂的數組并將復制值壓入棧頂，然后再通過getfield獲取size數值，下一步dup_x1命令會將棧頂的數值size復制兩份，并將兩個復制值壓入棧頂，然后iconst_1命令將數值1壓入棧頂，再使用iadd命令對棧頂的兩個元素進行相加，并通過putfield將size更新，最后iastore更新數組(因為dup_x1復制了兩份，所以數組的索引仍然是更新前的size)。大家可以好好想一下這個操作，無論size++多么不安全，因為索引復制兩份被保存的操作數棧中，所以不可能在list中出現null值，只會出現覆蓋的可能。

如果大家理解了上面的過程，我們思考下為什么null值出現了呢？由于ArrayList是基于數組實現，由于數組大小一旦確定就無法更改，所以其每次擴容都是將舊數組容器的元素拷貝到新大小的數組中(Arrays.copyOf函數)，由于我們通過new ArrayList<>()實例的對象初始化的大小是0，所以第一次插入就會擴容，由于ArrayList并非線程安全，第二次插入時，第一次擴容可能并沒完成，于是也會進行一次擴容(第二次擴容)，這次擴容所拿到list的elementDate是舊的，并不是第一次擴容后對象，于是會因為第一次插入的值并不在舊的elementDate中，而將null值更新到新的數組中。這里我們舉一個詳細的例子:

現在有線程A和B分別要插入元素1和2，當線程A調用add方法時size是0，于是會進行一次擴容，此時線程B調用add方法時size仍然是0，所以也會進行擴容，假設此時線程A比線程B擴容先完成，此時list的elementDate是新的數組對象(由線程A構建)，然后開始執行elementDate[size++] = 1的程序，這個過程中線程B擴容拿到的數組仍然是舊的elementDate，于是線程B構造一個新的數組(數據全部為null)，然后使list的elementDate指向線程B構造的對象，那么線程A之前構造的elementDate也就被丟掉了，但是由于size已經自增，所以線程B會在索引為1的位置賦予2，那么此時數組元素就成了[null,2]，當然如果線程B擴容比線程A先完成那么就可能為[null,1]。

大家如果在初始化的時候就已經開辟好足夠大的容量，那么就不會出現上面的問題，關于上面的解釋大家可以作為參考，因為不同的編譯器可能javap得到的字節碼可能會不同吧(這里我編譯結果是size被復制兩份，然后使用其中的一份加一更新到size中，然后用復制的另一份作為索引更新數組，但是網上得到信息大家都認為是數組先賦值，然后size自增)。

除了上面元素為null的情況外，還會有其他錯誤

• 數量錯誤，集合數據正確

9[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]9[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

大家是不是第一反應是不是覺得這種結果是由ArrayList本身的不安全特效造成的呢？實際上這種結果和ArrayList本身沒有關系，只是因為我們打印不具有原子性所造成的。因為我們啟用了多線程，主線程調用size方法時，可能多線程內部對list還在繼續執行增加元素的操作，當主線程調用toString方法時，多線程已經執行完畢，所以元素數量正確，當然也有可能你調用toString方法時，多線程仍然未執行完，此時size和toString結果都不正確，如下:

8[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

• 覆蓋，這種情況的原因在上面的分析中以及提到，因為size++并不是原子性的，所以可能線程A自增的時候，線程B也進行一次自增，但是兩次自增的結果是一樣的，所以先完成的線程更新的數據會被后完成的線程覆蓋掉

總結

以上是生活随笔為你收集整理的写入null_ArrayList并发写出现Null值的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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