ArrayList和Vector的区别、如何实现线程安全

ArrayList和Vector都是单列集合
首先来说一下Java中集合和数组的区别：

• 集合是可变长的容器，存在自动可扩容机制。数组是定长的，一旦满了，就不能继续添加了。
• 集合只能存储引用类型的元素，而数组既可以存储引用类型的元素，也可以是基本数据类型的元素
• 数组需要一段连续的空间来存储元素，但是一些非基于数组实现的集合是可以不需要连续的内存空间的

Vector和ArrayList的区别

两者都是单列、可变长集合，两者的底层都是基于数组实现的。

• 初始化容量不同：如果使用无参构造来创建两者的实例的话，ArrayList的默认容量是0，Vector的默认初始容量是10
• 扩容机制不同：ArrayList扩容后的容量是上一次的1.5倍，而Vector扩容后是上一次的2倍
• 线程安全不同：ArrayList是线程不安全的，但是Vector所有的方法都使用了synchronized关键字修饰，是线程安全的
• 效率不同：由于Vector使用了synchronized来修饰，所以效率低，ArrayList的效率高。

补充

实际中Vector用的比较少，因为效率问题。
如果在不考虑线程安全的情况下，是可以使用的ArrayList的，ArrayList的使用非常灵活。
常见的ArrayList的使用场景：

• 封装数据库查询结果集
• 集合操作，例如利用stream流对一组数据进行类型转换、过滤等处理时，可以封装到ArrayList中
• 缓存，在一些需要缓存的场景下，可以使用ArrayList来存储数据，操作更高效。

解决

既然ArrayList是线程不安全的，而且Vector效率又很低，那么我在多线程环境下如何利用单列集合来存储数据呢？
可以利用Collections工具类中的synchronizedList()方法，将一个线程不安全的ArrayList转换成一个线程安全的集合。
这个线程安全的集合是Collections的一个静态内部类，这个静态内部类通过synchronized锁了一个锁对象来实现线程安全，效率比synchronized锁一整个方法更高效一些。

// 创建一个普通的ArrayList  
List<String> list = new ArrayList<>();  
// 转换成一个线程安全的List  
List<String> synList = Collections.synchronizedList(list);  
// 接下来就可以对synList进行操作
// synList.add(xxx)
// synList.remove(xxxx)

Collections中还可以将线程不安全的LinkedList、Set、Map等实例，转换成线程安全的。

来看看Collections中的静态内部类，看几个经典方法，通过锁一个对象来实现线程安全

static class SynchronizedList<E>  
    extends SynchronizedCollection<E>  
    implements List<E> {
	//....

	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);}  
	}  
	public void add(int index, E element) {  
	    synchronized (mutex) {list.add(index, element);}  
	}  
	public E remove(int index) {  
	    synchronized (mutex) {return list.remove(index);}  
	}
	// ....