多线程场景下使用 ArrayList，这几点一定要注意！
逆锋起笔
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2021-08-01 10:04
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作者：雪山上的蒲公英
www.cnblogs.com/zjfjava/p/10217720.html
1. 源码分析
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
// 判断列表的capacity容量是否足够，是否需要扩容
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 将元素添加进列表的元素数组里面
elementData[size++] = e;
return true;
}
/**
* Default initial capacity.
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 列表元素集合数组
* 如果新建ArrayList对象时没有指定大小，那么会将EMPTY_ELEMENTDATA赋值给elementData，
* 并在第一次添加元素时，将列表容量设置为DEFAULT_CAPACITY
*/
transient Object[] elementData;
/**
*列表大小，elementData中存储的元素个数
*/
private int size;
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
首先判断elementData数组容量是否满足需求——》判断如果将当前的新元素加到列表后面，列表的elementData数组的大小是否满足，如果size + 1的这个需求长度大于了elementData这个数组的长度，那么就要对这个数组进行扩容； 之后在elementData对应位置上设置元素的值。
2. 线程不安全的两种体现
2.1 数组越界异常 ArrayIndexOutOfBoundsException
列表大小为9，即size=9 线程A开始进入add方法，这时它获取到size的值为9，调用ensureCapacityInternal方法进行容量判断。 线程B此时也进入add方法，它获取到size的值也为9，也开始调用ensureCapacityInternal方法。 线程A发现需求大小为10，而elementData的大小就为10，可以容纳。于是它不再扩容，返回。 线程B也发现需求大小为10，也可以容纳，返回。 线程A开始进行设置值操作， elementData[size++] = e 操作。此时size变为10。 线程B也开始进行设置值操作，它尝试设置elementData[10] = e，而elementData没有进行过扩容，它的下标最大为9。于是此时会报出一个数组越界的异常ArrayIndexOutOfBoundsException.
2.2 元素值覆盖和为空问题
elementData[size] = e;
size = size + 1;
列表大小为0，即size=0 线程A开始添加一个元素，值为A。此时它执行第一条操作，将A放在了elementData下标为0的位置上。 接着线程B刚好也要开始添加一个值为B的元素，且走到了第一步操作。此时线程B获取到size的值依然为0，于是它将B也放在了elementData下标为0的位置上。 线程A开始将size的值增加为1 线程B开始将size的值增加为2
3. 代码示例
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ArrayListSafeTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
// 线程A将1-1000添加到列表
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i < 1000; i++) {
list.add(i);
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
// 线程B将1001-2000添加到列表
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 1001; i < 2000; i++) {
list.add(i);
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
Thread.sleep(1000);
// 打印所有结果
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println("第" + (i + 1) + "个元素为：" + list.get(i));
}
}
}
4. ArrayList线程安全处理
4.1 Collections.synchronizedList
List<Object> list =Collections.synchronizedList(new ArrayList<Object>);
4.2 为list.add()方法加锁
synchronized(list.get()) {
list.get().add(model);
}
4.3 CopyOnWriteArrayList
List<Object> list1 = new CopyOnWriteArrayList<Object>();
4.4 使用ThreadLocal
ThreadLocal<List<Object>> threadList = new ThreadLocal<List<Object>>() {
@Override
protected List<Object> initialValue() {
return new ArrayList<Object>();
}
};
参考
blog.csdn.net/u012859681/article/details/78206494
www.cnblogs.com/mabaoqing/p/7446938.html
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