并发下ArrayList是一个线程不安全的容器

ArrayList 是一个非线程安全的容器，这意味着如果多个线程同时访问同一个 ArrayList 实例并且至少有一个线程会修改它，就可能导致不确定的结果，如数据损坏、异常或不一致的状态。为了在多线程环境中使用 ArrayList，你需要采取额外的同步措施，或者使用线程安全的替代类，如 CopyOnWriteArrayList。

下面是一个简单的例子，演示在并发环境中使用 ArrayList 可能导致的问题。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class UnsafeArrayListExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建一个非线程安全的ArrayList
        List<Integer> list = new ArrayList<>();

        // 创建两个线程，分别向ArrayList中添加元素
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                list.add(i);
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1000; i < 2000; i++) {
                list.add(i);
            }
        });

        // 启动两个线程
        thread1.start();
        thread2.start();

        // 等待两个线程执行完毕
        thread1.join();
        thread2.join();

        // 输出ArrayList的大小，预期结果是2000，但实际可能小于2000
        System.out.println("ArrayList size: " + list.size());
    }
}

在这个例子中，两个线程同时向 ArrayList 中添加元素，由于 ArrayList 不是线程安全的，可能导致添加操作的竞争条件，使得最终的 ArrayList 大小小于预期的2000。

要在多线程环境中使用安全的列表，可以考虑使用 CopyOnWriteArrayList，它提供了一种在迭代期间可以安全修改的机制，以及其他线程安全性的保证。

import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class SafeCopyOnWriteArrayListExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 使用CopyOnWriteArrayList创建线程安全的列表
        List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

        // 创建两个线程，分别向CopyOnWriteArrayList中添加元素
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                list.add(i);
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1000; i < 2000; i++) {
                list.add(i);
            }
        });

        // 启动两个线程
        thread1.start();
        thread2.start();

        // 等待两个线程执行完毕
        thread1.join();
        thread2.join();

        // 输出CopyOnWriteArrayList的大小，预期结果是2000
        System.out.println("CopyOnWriteArrayList size: " + list.size());
    }
}

import java.util.Vector;

public class SafeVectorExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 使用Vector创建线程安全的列表
        Vector<Integer> vector = new Vector<>();

        // 创建两个线程，分别向Vector中添加元素
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                vector.add(i);
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 1000; i < 2000; i++) {
                vector.add(i);
            }
        });

        // 启动两个线程
        thread1.start();
        thread2.start();

        // 等待两个线程执行完毕
        thread1.join();
        thread2.join();

        // 输出Vector的大小，预期结果是2000
        System.out.println("Vector size: " + vector.size());
    }
}

Vector 被用作线程安全的列表，两个线程可以同时向 Vector 中添加元素而不需要额外的同步措施。请注意，虽然 Vector 提供了线程安全性，但在一些情况下，它可能比其他非同步的列表实现性能稍差。如果不需要每个方法都进行同步，也可以考虑其他更灵活的并发容器，如 CopyOnWriteArrayList 或者 Collections.synchronizedList 包装