多个线程执行相同的方法（非同步）行为答案

【问题标题】：Multiple Threads executing same Method (Non Synchronized) behavior多个线程执行相同的方法（非同步）行为
【发布时间】：2017-10-23 00:19:58
【问题描述】：

我调用了一个从多个线程向列表添加项目的方法，该方法不同步

static List<String> list = new ArrayList<String>();

static void addItem(int itemNo){
    
    list.add("item "+itemNo);
}
public static void main(String[] args) {
    

    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
    for (int i = 0; i < 10; i++) 
    {
        int itemNo = i;
        Runnable task = () -> addItem(itemNo);
        executor.execute(task);
    }
    
    executor.shutdown();
    
    
    System.out.println(list);
    
}

打印列表的输出是随机的，每次我执行这段代码

我就是

[null, 第 1 项, 第 4 项, 第 5 项, 第 6 项, 第 7 项, 第 8 项, 第 9 项]

[第 1 项，空，第 2 项，第 4 项，第 5 项，第 3 项，第 6 项，第 7 项，第 8 项，第 9 项]

[第 1 项、第 2 项、第 3 项、第 4 项、第 5 项、第 6 项、第 7 项、第 8 项、第 9 项]

在第 1 和第 2 输出中，有空项目，第 1 在第 1 输出中，第 2 在第 2 中。而且列表的大小也不一样。

据我了解，多线程中的项目不会按顺序排列。我不知道在添加数组时项目有时会为空或跳过

我想了解这种行为，为什么将 null 项添加到数组中，以及为什么在我的方法未同步

时跳过项

您的宝贵回答对我有很大帮助，提前致谢

【问题讨论】：

标签： java multithreading arraylist synchronization executorservice

【解决方案1】：

List.add(Object) 函数不是原子的。也就是说，如果多个线程试图将一个元素添加到同一个列表中，它们可能会相互干扰并破坏 add 函数的内部工作（调整内部数据结构的大小，计算列表中的项目位置，...... ）。这可能会导致意外输出甚至严重问题（例如，在没有正确同步的情况下跨线程使用 HashMap 时 - 即使对于只读操作也是如此）。

如果您使用同步的List：

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

这将对list 实例synchronized 进行方法调用，从而添加一个有效的原子操作。通过此更改，仍然不会按顺序添加项目，但至少可以确保正确添加所有项目。

【讨论】：

【解决方案2】：

因为添加项目不是原子操作，它需要多个操作，例如增加大小并将值分配给数组位置。

在多线程竞态条件下，有时两个线程可能同时增加，所以它只增加一次，而不是两次，因此最终大小小于 10。

有时两个线程在分配值之前都会按顺序递增，因此跳过一个位置，两个线程都分配到相同的位置，一个线程覆盖另一个线程的值，因此一个空值和一个缺失值。

简而言之，对象的多线程使用，如ArrayList，将损坏列表。永远不要这样做。为什么你看到你所做的结果并不重要，只是不要这样做。

【讨论】：