为什么说ArrayList，LinkedList是线程不安全的，以及CopyOnWriteArrayList和vector为什么安全

￡神魔★判官ぃ 2022-12-29 12:52 196阅读 0赞

概要介绍   
首先说一下什么是线程不安全：线程安全就是多线程访问时，采用了加锁机制，当一个线程访问该类的某个数据时，进行保护，其他线程不能进行访问直到该线程读取完，其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。线程不安全就是不提供数据访问保护，有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据。 如图，List接口下面有两个实现，一个是ArrayList，另外一个是vector。 从源码的角度来看，因为Vector的方法前加了，synchronized 关键字，也就是同步的意思，sun公司希望Vector是线程安全的，而希望arraylist是高效的，缺点就是另外的优点。 说下原理（百度的，很好理解）： 一个 ArrayList ，在添加一个元素的时候，它可能会有两步来完成：   
1. 在 Items\[Size\] 的位置存放此元素；   
2. 增大 Size 的值。   
在单线程运行的情况下，如果 Size = 0，添加一个元素后，此元素在位置 0，而且 Size=1；   
而如果是在多线程情况下，比如有两个线程，线程 A 先将元素存放在位置 0。但是此时 CPU 调度线程A暂停，线程 B 得到运行的机会。线程B也向此 ArrayList 添加元素，因为此时 Size 仍然等于 0 （注意哦，我们假设的是添加一个元素是要两个步骤哦，而线程A仅仅完成了步骤1），所以线程B也将元素存放在位置0。然后线程A和线程B都继续运行，都增加 Size 的值。   
那好，现在我们来看看 ArrayList 的情况，元素实际上只有一个，存放在位置 0，而 Size 却等于 2。这就是“线程不安全”了。   
示例程序：

1.ArrayList:线程不安全

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.LinkedList;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
     
    public class ArrayListInThread implements Runnable {
     
        // 非线程安全
        List<String> list1 = null;
     
        public ArrayListInThread() {
            list1 = new ArrayList<>();
     
        }
     
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep((int) (Math.random() * 2));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            list1.add(Thread.currentThread().getName());
        }
     
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException
        {
            ThreadGroup group = new ThreadGroup("mygroup");
            ArrayListInThread t = new ArrayListInThread();
            for (int index = 0; index < 10000; index++) {
                Thread thread = new Thread(group, t, String.valueOf(index));
                thread.start();
            }
     
            while (group.activeCount() > 0) {
                Thread.sleep(10);
            }
            System.out.println();
            // 线程安全，就是1万。否则，可能不是10000。
            System.out.println(t.list1.size());
        }
    }

结果：不是10000，线程不安全的

![20190222104319775.png][]

2.LinkedList:线程不安全

package threadSafe;
     
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.LinkedList;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
     
    public class ArrayListInThread implements Runnable {
     
        // 非线程安全
        List<String> list1 = null;
     
        public ArrayListInThread() {
            list1 = new LinkedList<>();
     
        }
     
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep((int) (Math.random() * 2));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            list1.add(Thread.currentThread().getName());
        }
     
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException
        {
            ThreadGroup group = new ThreadGroup("mygroup");
            ArrayListInThread t = new ArrayListInThread();
            for (int index = 0; index < 10000; index++) {
                Thread thread = new Thread(group, t, String.valueOf(index));
                thread.start();
            }
     
            while (group.activeCount() > 0) {
                Thread.sleep(10);
            }
            System.out.println();
            // 线程安全，就是1万。否则，可能不是10000。
            System.out.println(t.list1.size());
        }
    }

结果：

![20190222104739529.png][]

线程安全解决办法 ：

方法1： Collections.synchronizedList(new LinkedList<String>())

方法2:    LinkedList和ArrayList换成线程安全的集合，如CopyOnWriteArrayList，ConcurrentLinkedQueue......

方法3：Vector(内部主要使用synchronized关键字实现同步)

3.这里我们用第一种和第二种方法实现线程安全

package threadSafe;
     
    import java.util.*;
    import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
     
    public class ArrayListInThread implements Runnable {
     
        // 非线程安全
        List<String> list1 = null;
     
        public ArrayListInThread() {
          
            //list1 =  Collections.synchronizedList(new LinkedList<String>());
            // 线程安全，synchronized (mutex)
            //list1 = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
            // 线程安全，内部使用ReentrantLock实现
           list1 = new CopyOnWriteArrayList<>();
     
        }
     
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep((int) (Math.random() * 2));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            list1.add(Thread.currentThread().getName());
        }
     
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException
        {
            ThreadGroup group = new ThreadGroup("mygroup");
            ArrayListInThread t = new ArrayListInThread();
            for (int index = 0; index < 10000; index++) {
                Thread thread = new Thread(group, t, String.valueOf(index));
                thread.start();
            }
     
            while (group.activeCount() > 0) {
                Thread.sleep(10);
            }
            System.out.println();
            // 线程安全，就是1万。否则，可能不是10000。
            System.out.println(t.list1.size());
        }
    }

结果：

![20190222105051430.png][]

我们看CopyOnWriteArrayList的源码：使用的是Lock实现同步

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[20190222104319775.png]: /images/20221120/25fccbd6215040cd862757a92bf57dc1.png
[20190222104739529.png]: /images/20221120/01cc918569324092999a5e4dc9512831.png
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