在講如何線程安全地遍歷List之前，先看看通常我們遍歷一個List會采用哪些方式。
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
for(Object item : list) {
System.out.println(item);
}
list.forEach(new Consumer<Object>() {
@Override
public void accept(Object item) {
System.out.println(item);
}
});
list.forEach(item -> {
System.out.println(item);
});
首先，方式一的遍歷方法是一種非常不建議使用的方式，特別是對於LinkedList。LinkedList是基於鏈表實現的，通過list.get(i)獲取元素的性能差，所以方式一是性能很差的一種遍歷方式。本文接下來的內容不再討論這種方式的遍歷。
方式二和方式三兩種方式的本質是一樣的，都是通過Iterator迭代器來實現的遍歷，方式三可以看作是方式二的簡化形式。
方式四和方式五本質也是一樣的，都是使用Java 8新增的forEach方法來遍歷。方式五是方式四的一種簡化形式，使用了Lambda表達式。
先用非線程安全的ArrayList做個試驗，用一個線程遍歷List，遍歷的同時另一個線程刪除List中的一個元素，代碼如下：
public static void main(String[] args) {
// 初始化一個list，放入5個元素
final List<Integer> list = new ArrayList<>();
for(int i = 0; i < 5; i++) {
list.add(i);
}
// 線程一：通過Iterator遍歷List
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for(int item : list) {
System.out.println("遍歷元素：" + item);
// 由於程序跑的太快，這裡sleep了1秒來調慢程序的運行速度
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
// 線程二：remove一個元素
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 由於程序跑的太快，這裡sleep了1秒來調慢程序的運行速度
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
list.remove(4);
System.out.println("list.remove(4)");
}
}).start();
}
運行結果：
遍歷元素：0
遍歷元素：1
list.remove(4)
Exception in thread “Thread-0” java.util.ConcurrentModificationException
線程一在遍歷到第二個元素時，線程二刪除了一個元素，此時程序出現異常：ConcurrentModificationException。
試想如果一個老師正在點整個班級所有學生的人數（線程一遍歷List），而校長（線程二）同時叫走幾個學生，那麼老師也肯定點不下去了。
所以我們會想到一個解決方案，那就是校長等待老師點完學生後，再叫走學生。即讓線程二等待線程一的遍歷完成後再進行remove元素。
ArrayList是非線程安全的，Vector是線程安全的，那麼把ArrayList換成Vector是不是就可以線程安全地遍歷了？
將程序中的：
final List<Integer> list = new ArrayList<>();
改成：
final List<Integer> list = new Vector<>();
再運行一次試試，會發現結果和ArrayList一樣會拋出ConcurrentModificationException異常。
為什麼線程安全的Vector也不能線程安全地遍歷呢？其實道理也很簡單，看Vector源碼可以發現它的很多方法都加上了synchronized來進行線程同步，例如add()、remove()、set()、get()，但是Vector內部的synchronized方法無法控制到遍歷操作，所以即使是線程安全的Vector也無法做到線程安全地遍歷。
如果想要線程安全地遍歷Vector，需要我們去手動在遍歷時給Vector加上synchronized鎖，防止遍歷的同時進行remove操作。相當於校長等待老師點完學生後，再叫走學生。代碼如下：
public static void main(String[] args) {
// 初始化一個list，放入5個元素
final List<Integer> list = new Vector<>();
for(int i = 0; i < 5; i++) {
list.add(i);
}
// 線程一：通過Iterator遍歷List
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// synchronized來鎖住list，remove操作會在遍歷完成釋放鎖後進行
synchronized (list) {
for(int item : list) {
System.out.println("遍歷元素：" + item);
// 由於程序跑的太快，這裡sleep了1秒來調慢程序的運行速度
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}).start();
// 線程二：remove一個元素
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 由於程序跑的太快，這裡sleep了1秒來調慢程序的運行速度
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
list.remove(4);
System.out.println("list.remove(4)");
}
}).start();
}
運行結果：
遍歷元素：0
遍歷元素：1
遍歷元素：2
遍歷元素：3
遍歷元素：4
list.remove(4)
運行結果顯示list.remove(4)的操作是等待遍歷完成後再進行的。
CopyOnWriteArrayList是java.util.concurrent包中的一個List的實現類。CopyOnWrite的意思是在寫時拷貝，也就是如果需要對CopyOnWriteArrayList的內容進行改變，首先會拷貝一份新的List並且在新的List上進行修改，最後將原List的引用指向新的List。
使用CopyOnWriteArrayList可以線程安全地遍歷，因為如果另外一個線程在遍歷的時候修改List的話，實際上會拷貝出一個新的List上修改，而不影響當前正在被遍歷的List。
相當於校長要想從班級喊走或者添加學生，需要把學生全部帶到一個新的教室再進行操作，而老師則通過之前班級的快照在照片上清點學生。
public static void main(String[] args) {
// 初始化一個list，放入5個元素
final List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
for(int i = 0; i < 5; i++) {
list.add(i);
}
// 線程一：通過Iterator遍歷List
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for(int item : list) {
System.out.println("遍歷元素：" + item);
// 由於程序跑的太快，這裡sleep了1秒來調慢程序的運行速度
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
// 線程二：remove一個元素
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 由於程序跑的太快，這裡sleep了1秒來調慢程序的運行速度
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
list.remove(4);
System.out.println("list.remove(4)");
}
}).start();
}
運行結果：
遍歷元素：0
遍歷元素：1
list.remove(4)
遍歷元素：2
遍歷元素：3
遍歷元素：4
從上面的運行結果可以看出，雖然list.remove(4)已經移除了一個元素，但是遍歷的結果還是存在這個元素。由此可以看出被遍歷的和remove的是兩個不同的List。
List.forEach方法是Java 8新增的一個方法，主要目的還是用於讓List來支持Java 8的新特性：Lambda表達式。
由於forEach方法是List的一個方法，所以不同於在List外遍歷List，forEach方法相當於List自身遍歷的方法，所以它可以自由控制是否線程安全。
我們看線程安全的Vector的forEach方法源碼：
public synchronized void forEach(Consumer<? super E> action) {
...
}
可以看到Vector的forEach方法上加了synchronized來控制線程安全的遍歷，也就是Vector的forEach方法可以線程安全地遍歷。
下面可以測試一下：
public static void main(String[] args) {
// 初始化一個list，放入5個元素
final List<Integer> list = new Vector<>();
for(int i = 0; i < 5; i++) {
list.add(i);
}
// 線程一：通過Iterator遍歷List
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
list.forEach(item -> {
System.out.println("遍歷元素：" + item);
// 由於程序跑的太快，這裡sleep了1秒來調慢程序的運行速度
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
}).start();
// 線程二：remove一個元素
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 由於程序跑的太快，這裡sleep了1秒來調慢程序的運行速度
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
list.remove(4);
System.out.println("list.remove(4)");
}
}).start();
}
運行結果：
遍歷元素：0
遍歷元素：1
遍歷元素：2
遍歷元素：3
遍歷元素：4
list.remove(4)
轉載請注明原文地址：http://xxgblog.com/2016/04/02/traverse-list-thread-safe/
