创建使用流程

ArrayList arrayList=new ArrayList();
初始化之后，elementData是一个空数组，优点为节省内存空间；
当我们使用arrayList.add(1)添加第一个元素时
用来作为ArrayList存储容器的数组elementData会第一次扩容为10
之后扩容都是按照1.5倍的机制扩容，
扩容使用grow函数中的Arrays.copyOf(elementData,minCapacity)

Arrays.copyOf(T[] original,int newLength )：拷贝数组，其内部调用了System.arrayCopy()方法，从下标0开始，如果超过原数组长度，会用null进行填充。

我们每次在使用add进行元素添加之前，都是使用成员变量size进行容量的判断，
如果size+1大于当前数组长度，此时就需要扩容，就会调用grow方法

注意：ArrayList arrayList=new ArrayList(10);
中的10表示的不是初值，而是起始容量initialCapacity；

线程不安全举例1

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;
/**
 * ClassName:ArrayListNotSafeDemo
 * Package:PACKAGE_NAME
 * Description:
 *
 * @Date:2021/8/23 19:47
 * @Author:zhanglei@3417529439@qq.com
 */
public class ArrayListNotSafeDemo {
    public static void main( String[] args ) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(1,8));
                System.out.println(list);
            }).start();
        }
    }
}

上面代码在成功输出一些数据后会报java.util.ConcurrentModificationException异常
异常原因：

那么示例代码的迭代器是在哪里体现的？

System.out.println(list)相当于System.out.println(list.toString());

下面是ArrayList从其父类或超类或继承来的toString方法 ```java public String toString() {

 Iterator<E> it = iterator();
 if (! it.hasNext())
     return "[]";
 StringBuilder sb = new StringBuilder();
 sb.append('[');
 for (;;) {
     E e = it.next();
     sb.append(e == this ? "(this Collection)" : e);
     if (! it.hasNext())
         return sb.append(']').toString();
     sb.append(',').append(' ');
 }

}

即集合类的toString方法会生成迭代器
但是我不觉得这个异常的出现跟add加不加锁有关系<br />add加了锁的情况下<br />a线程在遍历时，a线程已经释放了add方法的锁，此时b线程进行add，同样会报这个异常啊
我觉得问题应该出在迭代器遍历处，而不是add处；<br />异常是迭代器发出来的，而不是add发出来的，add只会修改modCount的值，异常会依赖这个值<br />例子中的ArrayList换成Vector后不会报ConcurrentModificationException的原因：<br />Vector的迭代器中的next()方法也会加锁，Synchronized(Vector.this)<br />这里的Vector.this的意思：（[https://www.zhihu.com/question/55565290/answer/145355951](https://www.zhihu.com/question/55565290/answer/145355951)）<br />因为Itr这个类是Vector类的内部类，所以如果要想在内部类中使用外部类的实例对象，必须用外部类.this<br />所以说这个锁就是Vector的对象锁，联系到Vector的add方法也是对象锁<br />这就能解释为什么Vector不会报ConcurrentModificationException
我上面的想法不对<br />我新的想法：<br />这里的iterator方法上有一个synchronized锁，对应的是对象锁<br />add方法上也有一个synchronized锁，对应的是对象锁<br />二者两边锁是同一把，因为这两个方法是同一个对象调用<br />我觉得这才能解释为什么Vector不会报ConcurrentModificationException
```java
public synchronized Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }

private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount;
        public boolean hasNext() {
            // Racy but within spec, since modifications are checked
            // within or after synchronization in next/previous
            return cursor != elementCount;
        }
        public E next() {
            synchronized (Vector.this) {
                checkForComodification();
                int i = cursor;
                if (i >= elementCount)
                    throw new NoSuchElementException();
                cursor = i + 1;
                return elementData(lastRet = i);
            }
        }
        public void remove() {
            if (lastRet == -1)
                throw new IllegalStateException();
            synchronized (Vector.this) {
                checkForComodification();
                Vector.this.remove(lastRet);
                expectedModCount = modCount;
            }
            cursor = lastRet;
            lastRet = -1;
        }
        @Override
        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            Objects.requireNonNull(action);
            synchronized (Vector.this) {
                final int size = elementCount;
                int i = cursor;
                if (i >= size) {
                    return;
                }
        @SuppressWarnings("unchecked")
                final E[] elementData = (E[]) Vector.this.elementData;
                if (i >= elementData.length) {
                    throw new ConcurrentModificationException();
                }
                while (i != size && modCount == expectedModCount) {
                    action.accept(elementData[i++]);
                }
                // update once at end of iteration to reduce heap write traffic
                cursor = i;
                lastRet = i - 1;
                checkForComodification();
            }
        }
        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

我们再来看下ArrayList的迭代器方法
长啥样

public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }

由于ArrayList的iterator方法和add方法都没有任何锁
所以在一个线程迭代的过程中，另一个线程进行了add操作，就会报ConcurrentModificationException

我们再来看下CopyOnWriteArryaList的迭代器方法
可以发现尽管它的add方法用了lock锁，但是迭代器没有加锁，
因为它是读写分离的，读和写用的不是同一份数据，不会出现ConcurrentModificationException

public Iterator<E> iterator() {
        return new COWIterator<E>(getArray(), 0);
    }

static final class COWIterator<E> implements ListIterator<E> {
        /** Snapshot of the array */
        private final Object[] snapshot;
        /** Index of element to be returned by subsequent call to next.  */
        private int cursor;
        private COWIterator(Object[] elements, int initialCursor) {
            cursor = initialCursor;
            snapshot = elements;
        }
        public boolean hasNext() {
            return cursor < snapshot.length;
        }
        public boolean hasPrevious() {
            return cursor > 0;
        }
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            if (! hasNext())
                throw new NoSuchElementException();
            return (E) snapshot[cursor++];
        }
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E previous() {
            if (! hasPrevious())
                throw new NoSuchElementException();
            return (E) snapshot[--cursor];
        }
        public int nextIndex() {
            return cursor;
        }
        public int previousIndex() {
            return cursor-1;
        }
        /**
         * Not supported. Always throws UnsupportedOperationException.
         * @throws UnsupportedOperationException always; {@code remove}
         *         is not supported by this iterator.
         */
        public void remove() {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }
        /**
         * Not supported. Always throws UnsupportedOperationException.
         * @throws UnsupportedOperationException always; {@code set}
         *         is not supported by this iterator.
         */
        public void set(E e) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }
        /**
         * Not supported. Always throws UnsupportedOperationException.
         * @throws UnsupportedOperationException always; {@code add}
         *         is not supported by this iterator.
         */
        public void add(E e) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }
        @Override
        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            Objects.requireNonNull(action);
            Object[] elements = snapshot;
            final int size = elements.length;
            for (int i = cursor; i < size; i++) {
                @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) elements[i];
                action.accept(e);
            }
            cursor = size;
        }
    }

线程不安全举例2

public class ArrayListNotSafeDemo {
    public static void main( String[] args ) throws InterruptedException {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000 ; j++) {
                    list.add(new Random().nextInt(100)+"");
                }
            }).start();
        }
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println(list.size());
    }
}

输出：

报java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

说明还没正式扩容，就准备赋值了
就是判断大小和正式扩容之间的时间差

输出来的值小于30000

此时说明元素出现了覆盖

上面的就是add方法没有加锁带来的

Vector？No

将ArrayList换成Vector可以解决上面的异常
但是一般不适用Vector，因为其虽然可以保证数据一致性，但是并发性太差
Vector出来的比ArrayList都早，所以这ArrayList换成Vector肯定不是好的选择
加入synchronized的方法效率就是低，copyOnWriteArrayList的add方法用的是lock锁

 public synchronized boolean add(E e) {
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = e;
        return true;
    }

public synchronized E get(int index) {
        if (index >= elementCount)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
        return elementData(index);
    }

Vector中的读和写都加了锁，而且是同一把锁
没有做到读写分离

Colletions工具类

Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())

CopyOnWriteArrayList（写时复制）

new CopyOnWriteArrayList<>()

    public boolean add(E e) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            newElements[len] = e;
            setArray(newElements);
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

 public E get(int index) {
        return get(getArray(), index);
    }

CopyOnWriteArrayList的读和写时分离的
因为写的时候是有锁的，读的时候是没有锁的
即多个线程写的时候任意时刻只能有一个线程在写
读的时候可以多个线程在同时读

看样子每次add元素都要进行扩容
为什么要使用可重入锁
我觉得先要理解读写锁在来看这个

https://www.jianshu.com/p/dcd5fc3f1568

上面有的地方讲错了，比如CopyOnWriteArrayList用的是lock锁而不是synchronized

面试题

Collections工具类的使用：
将当前的ArrayList封装成一个Collections工具类的内部类SynchronizedList
它的get和add方法如下所示：
public E get(int index) {
synchronized (mutex) {return list.get(index);}
}
public E set(int index, E element) {
synchronized (mutex) {return list.set(index, element);}
}
两个都加了锁，所以效率低