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下面会详细阐释 java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 11 错误出现的原因以及为何会在 java.util.ArrayList.add 方法处出现异常。
错误分析
1. ArrayIndexOutOfBoundsException
在 Java 里，数组是固定大小的数据结构，数组的每个元素都有一个对应的索引，索引从 0 开始，到数组长度减 1 结束。例如，一个长度为 5 的数组，其有效索引是 0、1、2、3、4。要是尝试访问索引为 5 或者更大的元素，就会触发 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常。
以下是一个简单的示例代码，用于说明这个问题：
public class ArrayIndexOutOfBoundsExample {public static void main(String[] args) {int[] array = new int[5];// 这里会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException，因为数组的有效索引是 0 到 4array[5] = 10; }
}
在上述代码中，array 数组的长度为 5，其有效索引范围是 0 到 4。当尝试访问索引为 5 的元素时，就会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常。
2. java.util.concurrent.ExecutionException
ExecutionException 是一个检查异常，通常在使用 ExecutorService 或者 Future 时出现。当提交一个任务到线程池执行，并且使用 Future.get() 方法来获取任务的结果时，如果任务执行过程中抛出了异常，Future.get() 方法就会抛出 ExecutionException，而实际的异常会作为 ExecutionException 的原因被封装在其中。
3. 在 java.util.ArrayList.add 方法处出现异常
ArrayList 是 Java 中常用的动态数组实现类，它会在内部维护一个数组来存储元素。当往 ArrayList 里添加元素时，如果内部数组的容量不够了，ArrayList 会自动进行扩容操作。不过，在某些特殊情形下，例如在多线程环境中同时对 ArrayList 进行添加元素的操作，可能会造成数组索引越界的问题。
下面是一个多线程环境下可能导致 ArrayIndexOutOfBoundsException 的示例代码：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;public class ArrayListConcurrentExample {private static final int THREAD_COUNT = 10;private static final int ADD_COUNT = 100;public static void main(String[] args) {List<Integer> list = new ArrayList<>();ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);Future<?>[] futures = new Future[THREAD_COUNT];for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {futures[i] = executor.submit(() -> {for (int j = 0; j < ADD_COUNT; j++) {list.add(j);}});}for (Future<?> future : futures) {try {future.get();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}executor.shutdown();}
}
在上述代码中，多个线程同时对同一个 ArrayList 进行添加元素的操作，由于 ArrayList 不是线程安全的，可能会出现多个线程同时修改内部数组的情况，从而导致数组索引越界的问题。
解决方案
- 使用线程安全的集合类：可以使用
CopyOnWriteArrayList来替代ArrayList，CopyOnWriteArrayList是线程安全的，它在进行写操作时会创建一个新的数组副本，从而避免多线程环境下的并发问题。
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class ThreadSafeListExample {public static void main(String[] args) {List<Integer> list = new CopyOnWriteArrayList<>();// 后续操作}
}
- 使用同步机制：在多线程环境下，也可以使用
synchronized关键字或者ReentrantLock来保证对ArrayList的操作是线程安全的。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class SynchronizedListExample {private static final List<Integer> list = new ArrayList<>();private static final Object lock = new Object();public static void main(String[] args) {// 线程安全的添加元素操作synchronized (lock) {list.add(1);}}
}
综上所述，java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 11 错误表明在多线程环境下对 ArrayList 进行添加元素的操作时，可能出现了数组索引越界的问题。可以通过使用线程安全的集合类或者同步机制来解决这个问题。