ArrayList详解：线程安全与流式操作

"ArrayList.md" ArrayList是Java集合框架中的一种动态数组，它允许存储多个对象，并提供了灵活的增删改查操作。ArrayList的核心是基于数组实现的，因此它具有索引访问快速的优点，时间复杂度为O(1)。以下是ArrayList的一些关键特性： 1. **线程安全性**：ArrayList在Java中是非线程安全的，这意味着在多线程环境下，如果不同线程同时对ArrayList进行修改，可能会导致数据不一致或未定义的行为。不像HashTable，ArrayList不会在操作时锁定整个容器。 2. **并发修改与迭代**：在迭代ArrayList时，如果其他线程修改了ArrayList的结构（例如添加或删除元素），迭代器不会抛出`ConcurrentModificationException`。这与LinkedList或HashSet等其他集合类的行为不同，它们通常会在迭代过程中检测到结构修改并抛出异常。 3. **扩容机制**：当ArrayList达到其容量极限时，它会进行扩容操作。为了保证线程安全，ArrayList内部会有一个`modCount`变量来跟踪数组的修改次数。在扩容时，可能涉及到元素的复制和新数组的创建，这些操作需要确保在并发环境下的正确性。 4. **Stream API支持**：自Java 8引入Stream API后，ArrayList提供了一系列流式操作方法，如`forEach`用于遍历元素，`search`用于查找元素，以及`reduce`用于对元素进行聚合操作。这些方法使得处理ArrayList中的数据变得更加简洁和高效。 5. **初始化方式**：ArrayList可以无参数初始化，指定大小初始化，或者通过传入一个集合来初始化。无参数初始化时，数组大小默认为10。如果传入的集合不为空，且元素类型不是Object，ArrayList会将其转换为Object数组。如果集合为空，ArrayList会使用默认的空数组。 6. **容量与增长策略**：ArrayList的默认容量是10，当添加元素导致数组满时，ArrayList会按照一定的增长策略扩大容量，通常是现有容量的1.5倍。这有助于减少扩容的频率，但也会增加内存占用。 7. **访问与修改操作**：由于ArrayList基于数组，`get`和`set`操作非常快，因为它们直接通过索引来访问元素。而`add`和`remove`操作的时间复杂度取决于元素在数组中的位置，如果需要在数组中间插入或删除元素，可能需要移动后续元素，这会导致时间复杂度变为O(n)。 理解ArrayList的这些特性对于编写高效、线程安全的Java代码至关重要。在实际使用中，如果需要线程安全的列表，可以考虑使用`CopyOnWriteArrayList`，或者在多线程环境下使用同步控制来保证ArrayList的安全性。