ArrayList并发问题分析

并发问题老是感觉很棘手，这次碰到了一个ArrayList在线程池中add出现null数据的问题，虽然之前就知道ArrayList是非线程安全的，但是具体为啥不安全，为啥会出现空值，没有深入去理解，这次出现这个问题，经过自己分析，基本知道了这类问题出错会出在哪儿，对于这类问题的分析有点谱了

1.问题描述：

for循环线程池中启10个任务进行list.add()，加完后，发现第一个值为空，而且list的size也不是10

2.分析：

线程问题比较不好分析，主要是太抽象，都隐藏在后台，不能直观的观察到，而且时有时无，所以比较难分析

1.第一步，出这种问题，首先确定，肯定是共享变量，非原子化操作引起的

ArrayList的add方法很简单，就下面这两句

ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;

第一句是扩容，可以排除（其实也有关系），直觉上应该是size++这个操作不是原子性的引起的

2.第二步，给自己插上想象的鸡翅膀

2.1 size小的原因，我猜如下：

最后的几个add，size++都在前一个线程没有加完的基础上++，导致最后的几个对象都加到最后一个位置上

（有待推敲，因为有扩容因素）

2.2 第一个为空的原因，我猜如下：

最开始的为空，第一个线程准备size++，第二个线程已经size++好了，导致两个线程都加到了第二个位置上，

第一个没人设置，所以为空（也不太确定，都走到size++，放置的时候size已经+2了，但为什么中间没有null的出现？）

好，分析完毕

可能是上面的原因，但是很多细节经不起推敲

比如这一步，如果是空的话，就会将size设置为默认值10，但是实际有size为9，或者8的情况

ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!

说明了什么？这一步没有执行，直接到1，然后用它的算法size=size+size>>1进行扩容，

其实不是没有执行是他自己有自定义的序列化方式，自己的size跟这个elementData的length无关

为什么没执行？就算再怎么乱序，也至少会有一个线程是从size=0开始执行的，只要是0就会默认将Arraylist copy进一个size为10的新list里

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);//其中default_capacity为10，第一次执行的时候minCapacity为1，所以minCapacity为10
    }

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity这里执行的是下面的代码：如果新长度大于arr的长度，就grow他

if (minCapacity - elementData.length > 0)
    grow(minCapacity);

grow代码如下:拿到老size，将新size和老size的3/2进行比较，取大的将arr copy进去

int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
    newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
    newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

~~后来发现arraylist有自己的序列化逻辑，所以里面的arr通过fastjson的序列化方式打印出来可能不对，~~

size可能是错的，它里面的elementData是自定义的序列化，其实这段话没有意义，跟序列化无关

第一个值为空可能是因为两线程copy和赋值错序了，第一个线程size++=e了，第二个线程copy将空的赋进去，把第一个置空了，但为什么只有第一个为空？因为之后的至少都有值，不会有把空copy进arraylist里的情况

综上所述，加粗的两段话分别是arraylist在并发情况下size小和第一个为空的原因，也是我瞎猜的，但估计也差不多

总结如下：

1.线程并发问题，首要就分析共享变量

2.object对象的序列化方法很重要

3.写的太粗糙了，以后再改

ArrayList并发问题分析

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