面试题：Java中ArrayList与LinkedList在多线程环境下的应用场景

Question

假设你正在开发一个多线程应用程序，需要频繁地对列表进行读写操作，在这种情况下，ArrayList和LinkedList哪个更适合，为什么？如果都不适合，你有什么解决方案？

Answer 1

在频繁对列表进行读写操作的多线程应用程序场景下：

• ArrayList和LinkedList都不太适合：

  • ArrayList：它不是线程安全的，在多线程环境下进行读写操作会引发数据不一致问题。虽然其读操作效率较高（基于索引直接访问），但写操作（如插入、删除元素）可能涉及数组扩容和元素移动，多线程操作时易出问题。
  • LinkedList：同样不是线程安全的，尽管其插入和删除操作在非头部尾部位置效率相对较高（无需移动大量元素，只需修改指针），但读操作需要从头遍历，效率较低，且多线程并发读写也会有数据一致性问题。

• 解决方案：

  • 使用线程安全的List实现类：
    • Vector：是线程安全的ArrayList，它通过对方法加同步锁来实现线程安全。但由于锁粒度较大，并发性能较差，在高并发场景下会严重影响性能。
    • CopyOnWriteArrayList：适合读多写少的场景。它在写操作时会复制一份新的数组进行修改，读操作则直接读取原数组，这样读操作不会被写操作阻塞，具有较高的并发读性能。不过写操作开销较大，因为要复制数组。
  • 手动同步：使用synchronized关键字或者ReentrantLock对ArrayList或LinkedList的读写操作进行同步控制。例如，通过synchronized关键字包裹对列表操作的代码块，保证同一时间只有一个线程能访问列表，从而实现线程安全，但这种方式可能会影响并发性能。