issues | SpringBoot 修复低版本中线程安全问题
导读：本文从业务为背景，结合实例给出最佳使用实践，来分析ArrayList线程安全问题，以便帮助各开发人员构建出稳定、高效的Java应用服务。
背景
由于目前当前产品用的SpringBoot 版本为2.1.17.RELEASE。
在JobExecutionExitCodeGenerator 监听事件中读取事件ordinal 时候发现多线程压测中偶发出现数据错乱问题。当时还以为是元数据扫描脏数据导致，没有留意；但是切换新环境后依然出现类似问题。
public class JobExecutionExitCodeGenerator
implements ApplicationListener<JobExecutionEvent>, ExitCodeGenerator {
private final List<JobExecution> executions = new ArrayList();
public JobExecutionExitCodeGenerator() {
}
public void onApplicationEvent(JobExecutionEvent event) {
this.executions.add(event.getJobExecution());
}
public int getExitCode() {
Iterator var1 = this.executions.iterator();
JobExecution execution;
do {
if (!var1.hasNext()) {
return 0;
}
execution = (JobExecution)var1.next();
} while(execution.getStatus().ordinal() <= 0);
return execution.getStatus().ordinal();
}
}
就引起了我们的关注，最后定位到监听器可以被多个线程并发调用，线程是不安全的。
private final List<JobExecution> executions = new ArrayList();
因此这里应该调整为使用CopyOnWriteArrayList。
public class JobExecutionExitCodeGenerator implements
ApplicationListener<JobExecutionEvent>, ExitCodeGenerator {
// CopyOnWriteArrayList 保证线程安全
private final List<JobExecution> executions = new CopyOnWriteArrayList();
public JobExecutionExitCodeGenerator() {
}
public void onApplicationEvent(JobExecutionEvent event) {
this.executions.add(event.getJobExecution());
}
public int getExitCode() {
Iterator var1 = this.executions.iterator();
JobExecution execution;
do {
if (!var1.hasNext()) {
return 0;
}
execution = (JobExecution)var1.next();
} while(execution.getStatus().ordinal() <= 0);
return execution.getStatus().ordinal();
}
}
▐ v2..7.0 R版本后已经修复
CopyOnWriteArrayList类图结构
原理
CopyOnWriteArrayList采用了一种读写分离的并发策略。CopyOnWriteArrayList容器允许并发读，读操作是无锁的，性能较高。至于写操作，比如向容器中添加一个元素，则首先将当前容器复制一份，然后在新副本上执行写操作，结束之后再将原容器的引用指向新容器。示意图如下：
▐ 注意事项
- 由于写操作的时候，需要拷贝数组，会消耗内存，如果原数组的内容比较多的情况下，可能导致young gc或者full gc。
- 年轻代（Young Generation）：对象被创建时，内存的分配首先发生在年轻代（大对象可以直接被创建在年老代），大部分的对象在创建后很快就不再使用，因此很快变得不可达，于是被年轻代的GC机制清理掉（IBM的研究表明，98%的对象都是很快消亡的），这个GC机制被称为Minor GC或叫Young GC。
- 年老代（Old Generation）：对象如果在年轻代存活了足够长的时间而没有被清理掉（即在几次Young GC后存活了下来），则会被复制到年老代，年老代的空间一般比年轻代大，能存放更多的对象，在年老代上发生的GC次数也比年轻代少。当年老代内存不足时，将执行Major GC，也叫 Full GC
- 不能用于实时读的场景，像拷贝数组、新增元素都需要时间，所以调用一个set操作后，读取到数据可能还是旧的,虽然CopyOnWriteArrayList 能做到最终一致性,但是还是没法满足实时性要求；
总结
CopyOnWriteArrayList这是一个ArrayList的线程安全的变体，其原理大概可以通俗的理解为:初始化的时候只有一个容器，很长一段时间，这个容器数据、数量等没有发生变化的时候，大家(多个线程)，都是读取(假设这段时间里只发生读取的操作)同一个容器中的数据，所以这样大家读到的数据都是唯一、一致、安全的，但是后来有人往里面增加了一个数据，这个时候CopyOnWriteArrayList 底层实现添加的原理是先copy出一个容器(可以简称副本)，再往新的容器里添加这个新的数据，最后把新的容器的引用地址赋值给了之前那个旧的的容器地址，但是在添加这个数据的期间，其他线程如果要去读取数据，仍然是读取到旧的容器里的数据。