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ArrayList 線程安全性學習

genedna / 3051人閱讀

摘要：線程安全嗎雖然天天用，但是真的沒考慮過這個問題。其實，線程不安全。沒有對多線程問題進行處理，舉個方法的例子就能證明它線程不安全。線程不安全的要比線程安全的執行效率高。

引言

最近學校的氛圍比較活躍，考研的復習，不考研的都在寫簡歷準備面試。

看了看，最近也沒有好公司來辦宣講會，也就沒了投簡歷的意向。最近看了看面試題，想著補一補基礎，以后面幾家Spring Cloud的企業，去和面試官交流交流。

Spring Cloud的學習與體會

最近看了《Spring Cloud微服務實戰》一書，感覺受益匪淺，大有裨益。

高并發應用，必須是要啟用Spring Cloud的。有了Spring Cloud，就不用再像之前一樣，前端工程師團隊，后端工程師團隊，運維團隊。而是按模塊劃分，訂單模塊團隊，支付模塊團隊，每個團隊里都是從前端到后臺到運維的全棧工程師。

就像上次黃庭祥說的，ThinkPHP開發，他寫學期管理；AngularJS開發，他又寫學期管理；Angular開發，他還寫學期管理。想到什么了么？肯定精通這個模塊的業務邏輯啊？

如果培養出優秀的支付模塊團隊、優秀的安全模塊團隊、優秀的高并發優化團隊，其實淘寶也不過如此。

相互的依賴，從原來的@Autowired轉為服務器接口間的調用。每個模塊都是一個Spring Cloud應用，各應用間通過互相調用、相互協作共同實現業務功能，同時，各應用模塊可以采用不同的數據庫，以發揮各數據庫之所長。

然后后臺分布式部署，到了并發的時候，給相應的模塊加服務器負載均衡就是了。個人中心模塊，不常用，兩個服務器負載；訂單模塊，可能會并發，加個百十來個服務器負載均衡。當然，像618、雙十一這樣的場景，肯定不是加服務器就能解決的，我這里只是舉個簡單的例子。模塊劃分之后，可以有針對性地解決高并發問題。

不扯淡了，開始進入正題。

面試題 再談線程安全

什么是線程安全？

我看到這道題就感覺怎么也說不出來，就是多線程的環境下運行，我這個應用也不炸，雖然是這個意思，但是也不能這樣回答啊？一時之間，找不到相關的學術詞匯回答此問題。

這是想了許久后，我自己總結出的回答：

程序在單線程環境下正常執行得到了正確的結果，在多個線程并發執行的環境條件下，仍然能得到像單線程一樣正確的結果，這就是線程安全。

如果一個類(或對象)，我們在使用時，無需考慮任何多線程相關的問題，就像單線程一樣使用，且最后能得到正確的結果，那就說這個類(或對象)是線程安全的。

ArrayList線程安全嗎？

看了許多面試題，發現面試官都喜歡以一個小方面進行切入，然后無限擴展，直到把面試者問懵圈為止。

ArrayList線程安全嗎？

雖然天天用ArrayList，但是真的沒考慮過這個問題。其實，ArrayList線程不安全。

ArrayList是一個內部采用數組實現的線性表，它相比數組最大的優點就是使用時可以不用去像數組一樣new的時候去考慮要容納多少個元素。ArrayList默認構造一個容量為10的數組。

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

如果容量不夠了，ArrayList會自動擴容，擴容至原來的1.5倍。(右移一位，相當于除以2)。

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);

ArrayList沒有對多線程問題進行處理，舉個add方法的例子就能證明它線程不安全。

elementData[size++] = e;

別看這是一行，其實是執行了兩步操作，賦值和自增。

線程A add一個元素，然后暫停執行，size還沒自增，然后線程B再add元素，size沒變，就直接把A add的元素覆蓋了。

不安全為什么要使用？

又回到了之前向晨澍請教的問題，線程安全，必然是有額外開銷的。

所以List的三個接口ArrayList、LinkedList和Vector。

線程不安全的要比線程安全的執行效率高。所以我們常用的是線程不安全的ArrayList、LinkedList，而從來沒有用過線程安全的Vector。

Vector自JDK1.0就存在，設計得不夠完善，多線程情況下如果使用不當也會發生錯誤，不推薦使用。

如何解決線程不安全

既然Vector不能用，那我就想要一個線程安全的List得怎么整呢？

調用Collections.synchronizedList方法，使ArrayList線程安全。

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

返回SynchronizedList類的對象，經典的裝飾器模式，對方法訪問加了同步。

public void add(int index, E element) {
    synchronized (mutex) {list.add(index, element);}
}
public E remove(int index) {
    synchronized (mutex) {return list.remove(index);}
}
總結 
何處望神州？滿眼風光北固樓。千古興亡多少事？悠悠。不盡長江滾滾流。
年少萬兜鍪，坐斷東南戰未休。天下英雄誰敵手？曹劉。生子當如孫仲謀。


——辛棄疾 《南鄉子·登京口北固亭有懷》

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