出场率比较高的一道多线程安全面试题

原创 R哥 Java技术栈

下面这个问题是 Java 程序员面试经常会遇到的吧。

工作一两年的应该都知道 ArrayList 是线程不安全的，要使用线程安全的就使用 Vector，这也是各种 Java 面试宝典里面所提及的，可能很多工作好几年的程序员都停留在这个知识面上。

先说说为什么 ArrayList 是线程不安全的吧，来看以下的代码。

/**
 * 微信公众号：Java技术栈
 */
public class TestArrayList {
    private static List<Integer> list = new ArrayList<>();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            testList();
            list.clear();
        }
    }
    private static void testList() throws InterruptedException {
        Runnable runnable = () -> {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                list.add(i);
            }
        };
        Thread t1 = new Thread(runnable);
        Thread t2 = new Thread(runnable);
        Thread t3 = new Thread(runnable);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t1.join();
        t2.join();
        t3.join();
        System.out.println(list.size());
    }
}

这是它的输出结果，我们期望的结果应该都是：30000，然后并不是，这就是传说中的多线程并发问题了。

Exception in thread "Thread-1" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 15786
    at java.base/java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:468)
    at java.base/java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:480)
    at com.test.thread.TestArrayList.lambda$testList$0(TestArrayList.java:23)
    at java.base/java.lang.Thread.run(Thread.java:844)
20332
16100
14941
23749
15631
22118
27417
30000
28691
27843

现象分析

从以上结果可以总结出 ArrayList 在并发情况下会出现的几种现象。

1、发生 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常；

private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
    if (s == elementData.length)
        elementData = grow();
    elementData[s] = e;
    size = s + 1;
}