多线程中Vector集合并非完全安全，java小游戏【飞机大战】BUG之 ArrayIndexOutOfBoundsException

前段时间跟着B站视频完成（fuke）了一个打飞机的小游戏，基本上跟着做的。项目使用了多线程，分成五个对象实现游戏功能。
GameFrame： 游戏框架，main程序
HeroPlane：玩家飞机
EnemyPlane：敌机
Bullet：子弹
Player：玩家操作

完成后自己玩了几轮，发现偶尔会冒出来一个数组下标越界异常，但是不影响游戏进行，但是就没管了。隔了一段时间想起来，决定解决这个BUG。

BUG如下：

Exception in thread “Thread-31” java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Array index out of range: 0
at java.base/java.util.Vector.get(Vector.java:750)
at domain.EnemyPlane.hit(EnemyPlane.java:58)
at domain.EnemyPlane.run(EnemyPlane.java:31)

来到EnemyPlane类的第58行，看到是bullets集合获取元素时候下标越界了（Bullet bullet = gf.bullets.get(i);）。

public boolean hit(){
        Rectangle rec_ep = new Rectangle(this.x, this.y, this.width, this.height);
        Rectangle rec_bullet =null;
        for (int i = 0; i < gf.bullets.size(); i++) {
            Bullet bullet = gf.bullets.get(i);
            rec_bullet = new Rectangle(bullet.x,bullet.y,bullet.width,bullet.height);
            if(rec_ep.intersects(rec_bullet)){
                gf.bullets.remove(bullet);
                return true;
            }

        }
        return false;
    }

这里的bullets被定义为Vector集合的。

Vector bullets =new Vector<>(); //子弹集合

看来，是因为在fori循环中，可能某一个线程正好remove 了 bullets集合最后一个元素（gf.bullets.remove(bullet);），这时候另一个线程进入循环get最后一个元素（gf.bullets.get(i);），因此报错数组下标越界了。

如果将fori循环改成成foreach循环，则直接报ConcurrentModificationException（并发异常）。

这就奇怪了，不是说Vector集合是线程安全的吗？为什么还会出现此错误。

仔细一想，Vector类中对get以及remove，size方法都加了synchronized关键字来保证同步，也就说当一个线程调用了这些方法时，其他线程不能再同时调用这些方法。换言之，不能出现两个及两个以上的线程在同时调用Vector集合的同一个方法，但是可以调用不同的方法呀。

比如这样：
1： Thread-A get(i)最后一个元素，
2： Thread-A 这时候 remove 了 bullets集合最后一个元素，
3： Thread-B get(i)最后一个元素。

于是报错下标越界了。

在这个程序里，ArrayIndexOutOfBoundsException出现的概率其实比较低，有时候我玩好久也没出现。因为只有i== bullets.size()-1 的时候才会出现。

而且，由于remove了一个元素，后面的元素的下标会-1，补充原来的元素位置，当i不等于bullets.size()-1 的时候，虽然程序不会报错，但是在某些情况下会导致Thread-B获取的元素不是原本计划中的那一个，进而导致某些问题。

解决方法其实很简单，加上synchronized(this){……}代码块，包裹fori循环即可。

public boolean hit(){
        Rectangle rec_ep = new Rectangle(this.x, this.y, this.width, this.height);
        Rectangle rec_bullet =null;
        synchronized(this){
            for (int i = 0; i < gf.bullets.size(); i++) {
                Bullet bullet = gf.bullets.get(i);
                rec_bullet = new Rectangle(bullet.x,bullet.y,bullet.width,bullet.height);
                if(rec_ep.intersects(rec_bullet)){
                    gf.bullets.remove(bullet);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }