ArrayList为什么线程不安全

执行下面代码，程序何如？？

package VolatilePkg;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Vector;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.stream.IntStream;

/**
 * @author Heian
 * @time 19/01/22 10:27
 * @copyright(C) 2019 深圳市北辰德科技股份有限公司
 * 用途：ArrayList 线程为什么不安全？
 */
public class VolatileTest {
    static List list = new ArrayList<> ();
    //static List list = new Vector<> ();
    public  void add(){
        for (int i=0;i<1000;i++){
            list.add (1);
        }
    }

    public static void test() throws InterruptedException{
        VolatileTest vo = new VolatileTest ();
        IntStream.range (0,5).forEach (value -> new Thread (() -> vo.add (),String.valueOf (value)).start ());
        while (Thread.activeCount ()>1){
            Thread.yield ();
        }
        System.out.println (list.size ());

    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
       VolatileTest.test ();
    }


}

如果线程安全则输出为5000，但输出结果有三种情况：

1. 小于5000
2. 5000
3. 小于5000  + ArrayIndexOutOfBoundsException

可以看出ArrayList在多个线程操作的情况下，无法保证数据的完整性。对add源码分析：

  public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // 1
        elementData[size++] = e;           // 2
        return true;
    }

ArrayList 的不安全主要体现在两个方面：摘自：https://www.jianshu.com/p/41be1efe5d65

原因一：标记2处不是一个原子操作，JMM只保证了基本读取和赋值的原子性，其它均不保证，此可以拆分为两步骤：

elementData[size] = e;
size++;

    单线程执行这段代码完全没问题，可是到多线程环境下可能就有问题了。可能一个线程会覆盖另一个线程的值。

1. 列表为空 size = 0。
2. 线程 A 执行完 elementData[size] = e;之后挂起。A 把 "a" 放在了下标为 0 的位置。此时 size = 0。
3. 线程 B 执行 elementData[size] = e; 因为此时 size = 0，所以 B 把 "b" 放在了下标为 0 的位置，于是刚好把 A 的数据给覆盖掉了。
4. 线程 B 将 size 的值增加为 1。
5. 线程 A 将 size 的值增加为 2。

    这样子，当线程 A 和线程 B 都执行完之后理想情况下应该是 "a" 在下标为 0 的位置，"b" 在标为 1 的位置。而实际情况确是下标为 0 的位置为 "b"，下标为 1 的位置啥也没有，为null
原因二：标记1处则是A线程在执行ensureCapacity(size+1)后没有继续执行，此时恰好minCapacity等于oldCapacity，B线程再去执行，同样由于minCapacity等于oldCapacity，ArrayList并没有增加长度，B线程可以继续执行赋值（elementData[size] = e）并size ++也执行了，此时，CPU又去执行A线程的赋值操作，由于size值加了1，size值大于了ArrayList的最大长度，因此便出现了数组越界异常。比如：ArrayList 默认数组大小为 10。假设现在已经添加进去 9 个元素了，size = 9。执行步骤如下：

1. 线程 A 执行完 add 函数中的ensureCapacityInternal(size + 1)挂起了。
2. 线程 B 开始执行，校验数组容量发现不需要扩容。于是把 "b" 放在了下标为 9 的位置，且 size 自增 1。此时 size = 10。
3. 线程 A 接着执行，尝试把 "a" 放在下标为 10 的位置，因为 size = 10。但因为数组还没有扩容，最大的下标才为 9，所以会抛出数组越界异常