并行流初始化ArrayList大小异常，串行流正常的原因咨询

这个问题其实踩中了Java集合类里一个经典的坑——ArrayList本身不是线程安全的，而并行流会让多个线程同时对它进行修改，这就引发了并发操作下的竞态条件，最终导致集合大小达不到预期。

我来拆解一下具体原因：

• ArrayList的add方法没有同步保护：ArrayList的add()方法内部并没有加锁或者使用原子操作。当多个线程同时调用add()时，会出现多个线程同时读取当前的size值，然后尝试将元素放到对应的位置，最后再把size加1。这时候就可能出现两个线程都往同一个索引位置放元素，最终size只增加了1，相当于丢失了一个元素。这种情况发生的次数多了，最终集合的大小自然就会比指定的size小。

• 并行流的多线程执行逻辑：当你调用parallel()后，IntStream会把遍历任务拆分到多个线程中并行执行，每个线程都在执行arrayList.add(defaultValue)。除了size更新的竞态条件，ArrayList的扩容逻辑也会因为并发操作出问题——比如一个线程正在扩容elementData数组，另一个线程还在往旧的数组里写数据，这部分数据就会被丢弃，同样导致元素丢失。

• 单线程下的安全保障：当你去掉parallel()后，整个遍历是在单线程里顺序执行的，所有add()操作都是依次完成的，不存在多个线程同时修改ArrayList的情况，所以最终集合的大小完全符合预期。

怎么解决这个问题？ #

如果还是想用并行流来初始化集合，可以试试这些方案：

1. 使用线程安全的集合类：比如CopyOnWriteArrayList，它的add方法是线程安全的，不过要注意它的写操作成本较高，适合读多写少的场景。

   private CopyOnWriteArrayList<Integer> createArrayList(int size, int defaultValue) {
       CopyOnWriteArrayList<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
       IntStream.range(0, size).parallel().forEach(i -> list.add(defaultValue));
       return list;
   }
   

2. 用并行流的collect方法收集：这是更推荐的方式，因为Collectors的实现会处理并发收集的问题，避免手动操作非线程安全集合的风险。如果需要返回ArrayList，可以指定集合类型：

   private ArrayList<Integer> createArrayList(int size, int defaultValue) {
       return IntStream.range(0, size)
                       .parallel()
                       .map(i -> defaultValue)
                       .collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
   }
   

3. 手动同步add操作：在add方法外面加同步锁，不过这样会让并行流失去并行的意义，线程都会阻塞等待锁，性能和单线程差不多，不推荐：

   private ArrayList<Integer> createArrayList(int size, int defaultValue) {
       ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>(size);
       Object lock = new Object();
       IntStream.range(0, size).parallel().forEach(i -> {
           synchronized (lock) {
               arrayList.add(defaultValue);
           }
       });
       return arrayList;
   }
   

内容的提问来源于stack exchange，提问作者yoni