线程不安全的ArrayList

本文通过示例代码展示了当多个线程同时对java.util.ArrayList进行读写操作时,可能会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。文章提供了具体的实现代码并解释了如何复现此问题。

概述


java.util.ArrayList不是线程安全的,当有多个线程并发读写ArrayList的时候,ArrayList会抛出如下异常

java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:819)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:791)

代码演示


import java.util.List;

public class ReadThread implements Runnable{
    private List<String> list ;
    public ReadThread(List<String> list) {
        this.list = list;
    }

    @Override
    public void run() {
      for(String ele : list) {
          System.out.println(ele);
      }
    }
}

import java.util.List;

public class WriteThread implements Runnable{
    private List<String> list ;
    public WriteThread(List<String> list) {
        this.list = list;
    }

    @Override
    public void run() {
      this.list.add("11");
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ArrayListConCurrentWriteReadTest {

    private void test() {
        //1、准备数据
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("1");
        list.add("2");
        list.add("3");
        list.add("4");
        list.add("5");

        //2、模拟多线程对list进行读和写
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            executorService.execute(new ReadThread(list));
            executorService.execute(new WriteThread(list));
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        new ArrayListConCurrentWriteReadTest().test();
    }
}

运行上面的代码就会抛出java.util.ConcurrentModificationException

线程安全是指多线程访问时采用加锁机制,当一个线程访问类的某个数据时进行保护,其他线程能访问直到该线程读取完,会出现数据一致或数据污染;线程安全提供数据访问保护,可能出现多个线程先后更改数据造成脏数据[^1]。 从源码角度看,Vector的方法前加了 `synchronized` 关键字,这意味着在多线程环境下,当一个线程访问Vector的某个方法时,会进行加锁操作,其他线程需要等待该线程执行完此方法并释放锁后,才能继续访问,从而保证了数据的一致性和安全性,所以Vector是线程安全的。而ArrayList具备这样的同步机制,多个线程可以同时访问和修改ArrayList中的数据,有可能出现多个线程先后更改数据的情况,进而造成所得到的数据是脏数据,因此ArrayList线程安全的 [^1]。 在开发中,虽然ArrayList线程安全,但它仍是最常用的集合类之一。原因在于在很多业务场景下,并需要考虑多线程并发访问的问题,此时ArrayList因为没有同步机制带来的额外开销,具有更高的性能,能满足高效的需求。而Vector由于使用了同步机制,在多线程环境下保证了数据安全,但性能会有所下降。 对于ArrayList线程安全的问题,解决方案是使用线程安全的List,如Vector、SynchronizedList。过,Vector和SynchronizedList都是全部方法加上同步对象锁,性能较低,太推荐。SynchronizedList适用于读多写少的场景,其读取时加锁,只有在写入时才会加锁并进行复制替换操作 [^3][^4]。 ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Vector; public class ListExample { public static void main(String[] args) { // 创建ArrayList List<String> arrayList = new ArrayList<>(); arrayList.add("element1"); // 创建Vector List<String> vector = new Vector<>(); vector.add("element1"); } } ```
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