java.lang.IndexOutOfBoundsException：索引：0，大小：1

Question

我有我能想到的最奇怪的索引问题。 我有以下无辜的代码：

int lastIndex = givenOrder.size() - 1;
if (lastIndex >= 0 && givenOrder.get(lastIndex).equals(otherOrder)) {
    givenOrder.remove(lastIndex);
}

对我来说似乎是一个适当的预检查。 （这里的列表被声明为List ，因此无法直接访问最后一个元素，但是对于该问题而言，这并不重要。）我得到以下堆栈跟踪：

java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 0, Size: 1
    at java.util.ArrayList.rangeCheck(ArrayList.java:604) ~[na:1.7.0_17]
    at java.util.ArrayList.remove(ArrayList.java:445) ~[na:1.7.0_17]
    at my.code.Here:48) ~[Here.class:na]

在运行时，它是一个简单的ArrayList 。 现在，索引0应该在范围之内！

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编辑

许多人建议引入同步将解决此问题。 我毫不怀疑。 但是，我的这个问题（绝对没有表达）的核心是不同的：这种行为怎么可能？

让我详细说明。 这里有5个步骤：

1. 我检查大小并计算lastIndex （此处大小为1）
2. 我什至访问了最后一个元素
3. 我要求移除
4. ArrayList检查边界，发现边界不足
5. ArrayList构造异常消息并抛出

严格来说，粒度甚至可以更好。 现在，它可以按预期运行50,000次，没有并发问题。 （坦率地说，我什至没有找到其他可以修改该列表的地方，但是代码太大，无法排除。）

然后，它一次破裂。 对于并发问题，这是正常的。 但是，它以完全出乎意料的方式中断。 在步骤2之后到步骤4之前的某个位置，清空列表。 我希望看到一个异常，说IndexOutOfBoundsException: Index: 0, Size: 0 ，这已经够糟糕了。 但是最近几个月我从未见过这样的例外！

相反，我看到IndexOutOfBoundsException: Index: 0, Size: 1 ，这意味着在步骤4之后但在步骤5之前，该列表获得了一个元素。 尽管这是可能的，但似乎与上述现象不太一样。 但是，每次发生错误都会发生！ 作为数学家，我说这是非常不可能的。 但是我的常识告诉我，还有另一个问题。

此外，查看ArrayList中的代码，您会看到在那里运行了数百次的非常短的函数，并且在任何地方都没有volatile变量。 这意味着我非常希望热点编译器能够消除函数调用，从而使关键部分变得更小。 并避免了对size变量的双重访问，从而无法观察到行为。 显然，这没有发生。

因此，我的问题是，为什么这一切可能发生，为什么它以这种奇怪的方式发生。 建议同步不是问题的答案（它可能是问题的解决方案，但这是另一回事）。

Answer 1

所以我检查了rangeCheck ArrayList实现的源代码-抛出异常的方法，这是我发现的内容：

private void rangeCheck(int paramInt) //given index
{
    if (paramInt < this.size) // compare param with list size
        return;
    throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(paramInt)); // here we have exception
}

和相关的outOfBoundsMsg方法

private String outOfBoundsMsg(int paramInt)
{
    return "Index: " + paramInt + ", Size: " + this.size; /// OOOoo we are reading size again!
}

如您所见，列表的大小（ this.size ）被访问了2次。 第一次读取该消息以检查条件并且该条件未满足，因此将为异常生成消息。 在为异常创建消息时，仅paramInt在paramInt调用之间是持久的，但是列表的大小是第二次读取。 这是我们的罪魁祸首。

实际上，您应该得到Message： Index:0 Size:0 ，但是用于检查的大小值不是本地存储的（微优化）。 因此，这两次读取之间this.size列表已更改。

这就是为什么消息令人误解的原因。

结论：这种情况在高度同时存在的环境中是可能的，并且可能很难重现。 要解决该问题，请使用ArrayList synchronized版本（建议使用@JordiCastillia）。 该解决方案可能会影响性能，因为每个操作（添加/删除和可能获取）都将被synchronized 。 其他解决方案是将您的代码放入synchronized块中，但这只会同步您在这段代码中的调用，并且由于系统的不同部分仍然可以异步访问整个对象，因此将来仍然可能出现问题。

Answer 2

这很可能是并发问题。

在尝试访问索引之前/之后，大小会有所修改。

Answer 3

使用Collections.synchronizedList() 。

经过一个简单的main测试，它的工作原理是：

List<String> givenOrder = new ArrayList<>();
String otherOrder = "null";
givenOrder.add(otherOrder);

int lastIndex = givenOrder.size() - 1;
if (lastIndex >= 0 && givenOrder.get(lastIndex).equals(otherOrder)) {
   System.out.println("remove");
   givenOrder.remove(lastIndex);
}

您是否正在执行thread-safe过程？ 您的List已被其他线程或进程修改。