选择合适的Java列表实现需要了解每种实现的特点。
概要
| 实现 | 底层结构 | 线程安全？ | 备注 |
|---|---|---|---|
| ArrayList | 动态数组 | 否 | 通用用途，支持随机访问。 |
| LinkedList | 双向链表 | 否 | 频繁插入/删除操作效率高，随机访问速度较慢 (O(n))。 |
| CopyOnWriteArrayList | 动态数组 | 是 | 线程安全，适用于读多写少的场景。 |
| List.of() / 不可变列表 | 固定数组 | 是 | 数据不可修改。 |
何时使用哪种列表？
- ArrayList: 大多数情况下的默认选择。
- LinkedList: 需要在列表两端频繁进行插入或删除操作（例如，队列）。
- CopyOnWriteArrayList: 需要线程安全的读写操作，并且读操作远多于写操作。
- 不可变列表 (List.of()): 数据内容永远不会改变的场景。
线程安全演示
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以下示例演示了ArrayList并非线程安全的：
<code class="java">package org.example;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ArrayListThreadSafetyDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List<Integer> unsafeList = new ArrayList<>();
// 创建两个线程，向同一个列表添加元素
Thread thread1 = new Thread(() -> addElements(unsafeList));
Thread thread2 = new Thread(() -> addElements(unsafeList));
thread1.start();
thread2.start();
// 等待两个线程完成
thread1.join();
thread2.join();
// 预期大小：2000 (每个线程1000个元素)
// 实际大小通常小于2000，程序也可能抛出ArrayIndexOutOfBoundsException等异常。
/*
竞争条件：两个线程可能同时尝试增加size字段并写入相同的数组索引，导致一个写入被覆盖。
内部数组损坏：内部elementData数组可能不一致地调整大小，导致索引错误。
更新丢失：size计数器可能无法原子地更新，导致元素少于预期。
*/
System.out.println("最终列表大小: " + unsafeList.size());
}
private static void addElements(List<Integer> list) {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
list.add(i);
}
}
}</code>
为了获得线程安全的列表，请选择CopyOnWriteArrayList。由于它实现了相同的List接口，大多数方法的使用方式相同。
您也可以使用Collections.synchronizedList()方法创建一个线程安全的列表：
<code class="java">List<Integer> safeList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());</code>
