Java MultiThreading行为解释

Question

我正在学习Java多线程。我写了一小段代码，并产生了一些输出，我无法通过understand..please帮助进行一些解释。发布下面的代码。

package com.java.learn;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ListTestWithMultiThread {
    static final List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

    public static void main(String[] args) {

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 1; i <= 100; i++) {
                    list.add(Integer.valueOf(i));
                }
                System.out.println("List size at thread 0 : " + list.size());
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 101; i <= 200; i++) {
                    list.add(Integer.valueOf(i));
                }
                System.out.println("List size at thread 1 : " + list.size());
            }
        }).start();
    }
}

不同运行中的一些o/p :线程0: 134的列表大小线程1: 200的列表大小

Exception in thread "Thread-1" List size at thread 0 : 101
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 17
    at java.util.ArrayList.add(Unknown Source)
    at com.java.learn.ListTestWithMultiThread$2.run(ListTestWithMultiThread.java:25)
    at java.lang.Thread.run(Unknown Source)

    List size at thread 0 : 106
Exception in thread "Thread-1" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 58
    at java.util.ArrayList.add(Unknown Source)
    at com.java.learn.ListTestWithMultiThread$2.run(ListTestWithMultiThread.java:25)
    at java.lang.Thread.run(Unknown Source)

Answer 1

您正在访问的数据结构( list)不是为并行访问而设计的，而没有对其进行保护(例如通过synchronized)。这最终会破坏数据结构的内部，导致奇怪的行为，就像你得到的异常一样。

这里有两种处理方法：

使用并发data-structure:的

List<Integer> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<Integer>());

1. 使用synchronized保护列表：

已同步(列表){ list.add(Integer.valueOf(i))；}

编辑：既然您要求这样做，那么ArrayList是如何被破坏的呢？ArrayList由一个数组支持，该数组必须在列表增长时调整大小。在这里调整大小意味着分配一个新的、更大的数组，并将旧数组的内容复制到新数组中。下面是实现这一功能的the code部分：

int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
...
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

现在想象一下:线程A开始调整数组的大小，它计算新的容量，并开始复制第4行的数据。但是在它可以将新数组的引用复制到elementData之前，它因为任何原因而停止(这种情况一直都在发生)。现在线程B开始调整数组的大小并完成。然后，它将更多的值插入到列表中，并再次调整数组的大小并完成操作。线程B现在假设列表足够大，可以容纳一个新值，但是在插入新值之前，线程A会唤醒，并用它创建的较小数组的引用覆盖elementData。线程B现在尝试将一个值插入到较小的数组中，并获得一个ArrayIndexOutOfBoundsException。这一切都有点不太可能，但正如你所见，它是可以发生的。

Answer 2

您正在从两个不同的线程访问list变量，而没有进行任何同步(锁定)。这将导致未定义的行为。

您可能希望尝试将列表声明替换为以下内容：

static final List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());

另一种选择是使用Vector而不是ArrayList。Vector是实现List接口的同步集合。

Answer 3

• ArrayList不是线程安全的。ArrayList实施由阵列提供支持。存在与ArrayList相关的大小变量。每当我们向ArrayList添加任何元素时，它都会首先确保它的容量，然后再向数组添加元素。未定义数组列表的状态对每个线程可见，因为您正在两个线程之间共享非线程安全实现。
• 如果您首先启动任何线程，请不要假设它将首先完成其任务。没有可预测的行为。