为什么并行流操作ArrayList时最终size小于实际添加的元素数量

List<Integer> data = new ArrayList<>();
IntStream.range(0,100).parallel().forEach(data::add);
System.out.println(data.size());

首先明确：不存在「每个线程持有ArrayList副本再合并」的逻辑，这个猜测是错误的。出现元素丢失的核心原因是**ArrayList本身不是线程安全类，add操作存在竞态条件**，多线程并行调用时会出现操作覆盖。

ArrayList底层基于动态数组存储元素，内部维护两个核心属性：

• 存储元素的Object[] elementData数组
• 记录当前已存储元素数量的int size变量

调用add(E e)方法时，会执行三步完全没有锁保护的非原子操作：

1. 检查elementData剩余容量是否足够容纳新元素，如果不足则触发数组扩容
2. 将新元素赋值到elementData[size]的位置
3. 执行size = size + 1，更新已存储计数

多线程并行执行add时，常见的冲突场景有两类：

场景1：元素赋值覆盖+size计数少增 #

假设当前size=5，线程A、B同时触发add操作：

• 线程A、B同时读取到size=5，都判定新元素要存入下标为5的位置
• 线程A先完成赋值，将自己的元素存入elementData[5]，随后执行size+1得到size=6
• 线程B随后完成赋值，直接将elementData[5]里A的元素覆盖为自己的元素，再执行size+1得到size=7
• 最终结果：两个线程执行了add，但只成功新增了1个元素，A的元素直接被覆盖丢失，size只增加了1

场景2：扩容冲突 #

如果当前elementData容量已经用尽，两个线程同时判定需要扩容：

• 两个线程可能同时触发扩容逻辑，各自创建新的数组、复制旧元素
• 后完成扩容的线程会直接覆盖前一个线程的扩容结果，前一个线程写入新数组的元素会全部丢失，极端情况下还会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException

当打印结果为94时，有6个元素出现了如下情况：

• 部分元素在赋值阶段被其他线程的元素覆盖，没有实际存入elementData
• 部分元素虽然成功存入了elementData的某个位置，但后续的size自增操作被其他线程覆盖，size计数没有累加对应的次数，这些元素虽然存在于数组中，但不在[0, size)的有效范围内，不会被size()统计，也不会被后续的遍历、读取操作访问到，相当于逻辑丢失。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者grabeqc