ArrayList 并发访问答案

【问题标题】：ArrayList concurrent accessArrayList 并发访问
【发布时间】：2014-03-10 13:24:55
【问题描述】：

我知道ArrayList 不是线程安全的，但我不确定它的确切含义。

在ThreadA 和ThreadB 都使用ArrayList 的情况下，哪些情况会导致问题并需要同步？

两个线程同时读取同一个索引
ThreadA 替换 ThreadB 尝试同时访问的元素，假设您不关心 ThreadB 是获取旧元素还是新元素。

【问题讨论】：

“访问同一个索引”是指阅读、写作还是两者兼而有之？
线程安全通常意味着写操作和状态改变。如果两个线程都只是使用列表来阅读，那你很好。
"你不在乎 ThreadB 获取的是旧元素还是新元素。"如果ThreadB 两者兼而有之怎么办？会不会有问题？
@BilltheLizard 那里，为清楚起见进行了编辑
@Heuster 是的，那会有问题！

标签： java arraylist concurrency

【解决方案1】：

两个线程同时读取同一个索引

多个线程可以从公共ArrayList 中读取数据是可以的在线程被分叉之前。

这样做的原因是线程和派生它的线程的内存有一个happens-before保证。例如，如果ThreadC 构建了ArrayList 但之后 ThreadA 和ThreadB 被分叉，那么不能保证A 和B 将完全看到ArrayList --如果有的话。

如果不是这种情况，那么您将需要同步列表。见下文。

ThreadA 更改 ThreadB 尝试同时访问的元素，假设您不关心 ThreadB 获取旧元素还是新元素。

一旦您在并发设置中讨论对列表的修改，那么您必须在该列表上进行同步，否则无法保证会发布修改，并且列表可能会部分发布，这可能会导致数据异常.正如@Marko 所说，它的内部状态可能不一致。

您可以使用CopyOnWriteArrayList，它专为少量更新和多次读取而设计，使用Collections.synchronizedList(...) 来保护您的列表，您可以始终在synchronized 块中访问列表（对于所有写入and 读取），或者您可以切换到使用并发集合，例如 ConcurrentSkipList 或其他东西。

ThreadA 更改了 ThreadB 尝试同时访问的元素

这有点模棱两可。例如，如果您正在谈论将对象存储在列表中，然后更改碰巧存储在列表中的对象，那么您将不会在 list 上遇到同步问题，但您会对象存在同步问题。如果列表的数据没有改变，那就没问题了。但是，如果您需要保护对象，则需要对象中的 AtomicReference<YourObject>、volatile 字段列表或其他同步，以确保在线程之间发布更改。

【讨论】：

为什么在线程分叉之前列表是否已构建并完全形成很重要？
我已在我的答案@s1ice 中添加了有关此问题的详细信息。这是关于一个线程分叉另一个线程的发生之前的保证。
很高兴知道！感谢您指出我的 #2 中的歧义，我澄清了它。

【解决方案2】：

在您的问题中，我看到了对同时访问的强调。

并发访问的问题与同时性关系不大。更强烈地说，即使您确保不会发生同时访问，您离线程安全程序还有很长的路要走。

回答你的具体观点：

1) 两个线程同时读取同一个索引

只要您的线程只读取而从不写入，无论同时性如何，您都是安全的。

2) ThreadA 更改 ThreadB 尝试同时访问的元素，假设您不关心 ThreadB 是获取旧元素还是新元素。

无论写作与阅读是否同时发生，你都有麻烦。您不仅面临看到陈旧价值的危险；您可以看到一个完全损坏的List 对象（其内部状态不一致）。

如果任何线程更改列表，则需要同步。

我强烈建议您熟悉 Java 内存模型，最好从 Java 语言规范中的相应部分了解更多信息。

【讨论】：

“只要你的线程只读而从不写，不管同时性如何，你都是安全的。” - 提供列表首先安全发布并且没有从那以后被第三个线程改变了。
问题中没有“3rd thread” :) 真正需要限定的句子是这样的：“如果任何线程更改列表，则需要同步。”因为如果更改列表的线程在读取线程生效之前执行它，则它不适用。

【解决方案3】：

如果您在发布之前初始化列表，那么多个线程从列表中读取是没有问题的。

当您同时读取和写入列表时，您需要同步对它的访问。

【讨论】：

那么你不同意安德烈斯发布的答案中的 2. 吗？
是的，2. 不好。如果您不关心ThreadB 看到列表的旧副本，您可以考虑CopyOnWriteArrayList
+1 更具体。如果您在同一个线程中初始化列表，然后分叉正在读取的两个线程，那么您就可以了。
但是假设 ThreadA 正在创建新对象，然后将其写入给定索引。然后 ThradB 会读取这个索引（在任何时候），ThreadB 也不会修改 List。我想有可能让它安全。我认为建议将引用保留为 AtomicReference-s。
我不确定我是否完全理解你。如果您的列表中有可变对象，您可以在不影响列表的线程安全的情况下改变它们（尽管您可能会遇到其他并发问题）。您不能同时在 ArrayList 中 add() remove() 或 set() 项。