面试题：Java中如何使ArrayList具备线程安全？

Question

在Java的多线程环境下，ArrayList本身不是线程安全的。请描述至少两种方法让ArrayList在多线程场景中安全使用，并简要说明每种方法的原理及适用场景。

Answer 1

1. 使用Collections.synchronizedList方法
   • 原理：Collections.synchronizedList方法返回一个同步的List包装器，对List的所有操作（如添加、删除、获取元素等）都通过synchronized关键字进行同步，确保在同一时间只有一个线程能够访问该List，从而保证线程安全。
   • 适用场景：适用于对线程安全要求较高，且对性能要求不是极致苛刻的场景。这种方式简单易用，不需要对原有代码进行大幅度修改。示例代码如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class SynchronizedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> arrayList = new ArrayList<>();
        List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(arrayList);
        // 多线程操作synchronizedList
    }
}

2. 使用CopyOnWriteArrayList
   • 原理：CopyOnWriteArrayList在进行写操作（如添加、删除元素）时，会先复制一份原数组，在新的数组上进行操作，操作完成后再将原数组引用指向新数组。读操作（如获取元素）则直接读取原数组，由于读操作不会修改数组，所以不需要加锁，读写分离，提高了并发性能。
   • 适用场景：适用于读多写少的场景，因为写操作需要复制数组，开销较大。示例代码如下：

import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class CopyOnWriteArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> copyOnWriteArrayList = new CopyOnWriteArrayList<>();
        // 多线程操作copyOnWriteArrayList
    }
}