ArrayList併發問題分析

併發問題老是感覺很棘手，這次碰到了一個ArrayList在線程池中add出現null數據的問題，雖然之前就知道ArrayList是非線程安全的，但是具體爲啥不安全，爲啥會出現空值，沒有深入去理解，這次出現這個問題，經過自己分析，基本知道了這類問題出錯會出在哪兒，對於這類問題的分析有點譜了

1.問題描述：

for循環線程池中啓10個任務進行list.add()，加完後，發現第一個值爲空，而且list的size也不是10

2.分析：

線程問題比較不好分析，主要是太抽象，都隱藏在後臺，不能直觀的觀察到，而且時有時無，所以比較難分析

1.第一步，出這種問題，首先確定，肯定是共享變量，非原子化操作引起的

ArrayList的add方法很簡單，就下面這兩句

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

第一句是擴容，可以排除（其實也有關係），直覺上應該是size++這個操作不是原子性的引起的

2.第二步，給自己插上想象的雞翅膀

2.1 size小的原因，我猜如下：

最後的幾個add，size++都在前一個線程沒有加完的基礎上++，導致最後的幾個對象都加到最後一個位置上

（有待推敲，因爲有擴容因素）

2.2 第一個爲空的原因，我猜如下：

最開始的爲空，第一個線程準備size++，第二個線程已經size++好了，導致兩個線程都加到了第二個位置上，

第一個沒人設置，所以爲空（也不太確定，都走到size++，放置的時候size已經+2了，但爲什麼中間沒有null的出現？）

好，分析完畢

可能是上面的原因，但是很多細節經不起推敲

比如這一步，如果是空的話，就會將size設置爲默認值10，但是實際有size爲9，或者8的情況

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

說明了什麼？這一步沒有執行，直接到1，然後用它的算法size=size+size>>1進行擴容，

其實不是沒有執行是他自己有自定義的序列化方式，自己的size跟這個elementData的length無關

爲什麼沒執行？就算再怎麼亂序，也至少會有一個線程是從size=0開始執行的，只要是0就會默認將Arraylist copy進一個size爲10的新list裏

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);//其中default_capacity爲10，第一次執行的時候minCapacity爲1，所以minCapacity爲10
    }

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity這裏執行的是下面的代碼：如果新長度大於arr的長度，就grow他

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

grow代碼如下:拿到老size，將新size和老size的3/2進行比較，取大的將arr copy進去

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);

後來發現arraylist有自己的序列化邏輯，所以裏面的arr通過fastjson的序列化方式打印出來可能不對，

size可能是錯的，它裏面的elementData是自定義的序列化，其實這段話沒有意義，跟序列化無關

第一個值爲空可能是因爲兩線程copy和賦值錯序了，第一個線程size++=e了，第二個線程copy將空的賦進去，把第一個置空了，但爲什麼只有第一個爲空？因爲之後的至少都有值，不會有把空copy進arraylist裏的情況

綜上所述，加粗的兩段話分別是arraylist在併發情況下size小和第一個爲空的原因，也是我瞎猜的，但估計也差不多

總結如下：

1.線程併發問題，首要就分析共享變量

2.object對象的序列化方法很重要

3.寫的太粗糙了，以後再改