Java多线程自增程序为何抛出异常？线程为何按顺序执行？

你的主类中第一个生成线程的for循环存在逻辑错误：循环头已经定义了每次循环结束执行i++，你又在循环体中额外加了一行i++，相当于每轮循环i的值会增加2，循环只会执行25次，arrayOfThreads里最终只有25个线程对象。
而后续启动线程的for循环会遍历下标0到49，当访问下标25的元素时，就会抛出IndexOutOfBoundsException数组越界异常。

你每个线程的run方法执行逻辑极轻量，仅包含一行打印和一次变量自增，CPU可以在几纳秒内执行完成。你是在循环中依次调用线程的start()方法，可能前一个线程启动后瞬间就执行完了所有逻辑，下一个线程才被启动，所以观测到的执行顺序看起来和启动顺序一致。
如果要观测到乱序执行的效果，可以在run方法的逻辑中加入一段随机时长的短休眠，示例如下：

@Override
public void run()
{
    try
    {
        // 加入随机休眠，放大线程调度的差异
        Thread.sleep(new Random().nextInt(10));
        System.out.println( this.getName() + " : Sum is " + sum );
        ++sum;
    }
    catch (Exception e)
    {
        e.printStackTrace();
    }
}

你当前是让任务类继承Thread，每次创建线程都新建一个AddOneToSum实例，每个实例都持有自己私有的sum变量，完全没有共享，所以最终达不到多线程累加同一个sum的预期效果。
如果要实现多线程共同累加同一个变量，有两种常见方案：

• 将sum变量改为static静态变量，属于类全局共享
• 改为实现Runnable接口，将同一个Runnable实例传给所有线程对象

同时要注意多线程累加操作不是原子操作，需要加锁或者使用java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger来保证线程安全，避免出现计数错误。

修复后的任务类 #

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class AddOneToSum extends Thread
{
    // 改为静态共享，用原子类保证线程安全
    private static AtomicInteger sum = new AtomicInteger(0);

    @Override
    public void run()
    {
        try
        {
            Thread.sleep(new Random().nextInt(10));
            System.out.println( this.getName() + " : Sum is " + sum.getAndIncrement() );
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

修复后的主类 #

import java.util.*; 

public class Assignment9
{
    public static void main(String[] args)
    {
        ArrayList<Thread> arrayOfThreads = new ArrayList<Thread>();
    
        try
        {
            for ( int i = 0 ; i < 50 ; i++ )
            {
                arrayOfThreads.add( new AddOneToSum() );
                // 删掉多余的i++
            }
    
            for ( int i = 0 ; i < 50 ; i++ )
            {
                arrayOfThreads.get(i).start();
            }
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SebastianAltomare