arryList为什么是线程不安全的

简介

在面试的时候就会经常问到，arrylist安全吗
arraylist是线程不安全的我们都知道，但是具体为什么arraylist是不安全的线程，大部分人都不怎么了解
list接口下满有两个实现，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synchronize关键字，设计的时候希望vector是线程安全的，而希望arrylist是高校的（安全和高效不能兼顾）

不安全的案例

在多个线程进行add操作时可能会导致elementData数组越界

public class UnSageList {
    public static void main(String[] args) {

        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() -> arrayList.add(Thread.currentThread().getName())).start();
        }

        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(arrayList.size());
    }
}

正常情况下，遍历10000次list的size应该是10000，但是基本上是不可能达到10000的
原因：
在多个线程进行add操作会，触发数组扩容，在扩容的时候可能会发生数据的覆盖
加入现在minCapacity为10，假设已经添加了9个数据，size是9，接下来添加数据就需要进行扩容操作

1. 线程a执行完add函数的ensureCapacityInternal(size + 1)中的ensureExplicitCapacity操作，发现需要扩容，于是进行了grow扩容操作
2. 这个时候线程b开始执行add操作，但是检验发现数组不需要扩容于是执行add中的elementData[size++] = e操作，把数字放到了9的位置，然后size++，这个时候size为10
3. 线程a接着执行，尝试数字放到9的位置（因为在线程a中，a的数据还没有更新），这个时候就造成了数据的覆盖，丢失了一个数据

解释一下为什么会发生重复添加到一个位置

​ Java线程模型由主内存和工作内存组成：

说明：

1. 工作内存和主内存两部分一起组成Java线程的内存模型
2. 工作内存是属于线程的，不同线程的工作内存之间不可共享，不可通讯
3. 工作内存通过load操作从主内存中读取数据，通过save操作将数据写入主内存
4. 线程之间的通讯：本质上是通过主内存的数据共享

所以多个线程可能同时加载到了一个size数据，但是线程a在进行扩容操作后，还没有完成赋值和size++的操作，另外的一个线程b就进行了add操作，发现不需要扩容就直接赋值，当线程a在进行赋值操作的时候就会发生数据覆盖

让线程安全

加上synchronized 块

public class UnSageList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() -> {
                synchronized (arrayList){
                    arrayList.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(arrayList.size());
    }
}