編程經(jīng)典案例：當(dāng)線程遇到For循環(huán)，一個(gè)不可思議的Bug就出現(xiàn)了！

我們公司有個(gè)項(xiàng)目，需要視覺定位，大致就是在產(chǎn)品上會(huì)有一個(gè)“十字”形狀的Mark標(biāo)記，然后通過視覺相機(jī)連續(xù)拍照，然后將拍到的圖片進(jìn)行視覺算法運(yùn)算，最終得出Mark標(biāo)記的位置，然后根據(jù)其位置對(duì)設(shè)備進(jìn)行位置糾正。但是，想不到就這么一個(gè)小功能卻出現(xiàn)了一個(gè)Bug，找了很久才發(fā)現(xiàn)原因！

說這個(gè)Bug之前，我需要先說下這個(gè)Bug是怎么被我寫出來的！說這個(gè)Bug之前，我需要先說下這個(gè)Bug是怎么被我寫出來的！

甲方那有一個(gè)設(shè)備，設(shè)備上有一個(gè)可以前后移動(dòng)的軸，下稱M軸，軸上又裝了一個(gè)可以左右移動(dòng)的軸，類似于貼片機(jī)的構(gòu)造吧。我們用來視覺定位的相機(jī)就是裝在那個(gè)可以左右移動(dòng)的軸上面的，下面簡稱P軸。

Mark標(biāo)記處于P軸的初始位置，而且Mark的左右視野范圍被設(shè)定成不可超過P軸的初始位置，因此，要用Mark進(jìn)行定位，只需要M軸前后移動(dòng)，相機(jī)進(jìn)行拍照即可，最后再根據(jù)Mark的位置調(diào)整P軸的位置。

最開始，我選擇的是一張一張得拍，并且我在封裝相機(jī)SDK的時(shí)候，取圖我只封裝了一個(gè)取單張圖片的接口。

后來發(fā)現(xiàn)算法速度跟不上M軸移動(dòng)的速度，當(dāng)相機(jī)拍了一張照片，然后程序再對(duì)照片進(jìn)行視覺運(yùn)算，中間會(huì)產(chǎn)生一定時(shí)間的間隙，當(dāng)程序算完以后，M軸已經(jīng)移動(dòng)很遠(yuǎn)了，拍到下一張圖片的時(shí)候，信息就會(huì)丟失一部分空間畫面。

如果Mark恰巧處于這個(gè)空間之內(nèi)，那么很大概率就拍不到Mark標(biāo)記了！

所以，我又在相機(jī)SDK里面重新封裝了一個(gè)接口，用來批量取圖，然后返回圖片地址列表，大致的邏輯就是根據(jù)視覺相機(jī)設(shè)置的幀率乘以M軸移動(dòng)的總時(shí)間，換算出相機(jī)應(yīng)該拍照的總照片數(shù)，假設(shè)相機(jī)幀率是10幀每秒，M軸總移動(dòng)時(shí)間是3秒，那么應(yīng)該取出的圖片就是10*3=30張。

這么做的目的就是在M軸移動(dòng)的時(shí)候，純拍照片，然后將拍到的圖片保存在緩存目錄里面，其他什么都不做，這樣能讓視覺相機(jī)使用最大幀率去取圖，從而覆蓋M軸行程內(nèi)的所有空間。最后，循環(huán)所有已經(jīng)拍到的圖片，總有一張或者幾張圖片里面存在Mark標(biāo)記！最后，再一次性返回所有圖片的保存地址。

雖然這個(gè)方案很好，但是在實(shí)際運(yùn)行過程中卻出現(xiàn)了一個(gè)小的Bug，那就是Mark的檢測結(jié)果和實(shí)際展示圖片對(duì)不上！并且，還不是每次都會(huì)出現(xiàn)這樣的Bug，有時(shí)候就是好的。

癥狀就是，很多時(shí)候顯示的圖片里面明明沒有Mark標(biāo)記，但是算法卻能識(shí)別出Mark標(biāo)記來，或者有Mark標(biāo)記，但是Mark標(biāo)記被檢測出來的上下位置卻不一樣，可偏偏結(jié)果還是正確的！

最開始，我以為是算法有問題，后來這個(gè)問題很快被排除了。

那會(huì)不會(huì)是在循環(huán)圖片時(shí)，把圖片索引搞錯(cuò)了呢？我仔細(xì)看了下我循環(huán)圖片，對(duì)圖片進(jìn)行視覺運(yùn)算的那段代碼，也沒發(fā)現(xiàn)問題。

本來，這個(gè)問題其實(shí)很好解決的，只要下個(gè)斷點(diǎn)調(diào)試一下就能發(fā)現(xiàn)問題出在哪，可偏偏軟件已經(jīng)部署在了甲方那里，問題只能通過我們公司放在甲方那邊的同事跟我復(fù)述，我通過在代碼里面加運(yùn)行日志來分析問題出現(xiàn)的原因。

因?yàn)槿罩究倸w是人加的，它只能被加在我可能認(rèn)為會(huì)出問題的地方，一些我不認(rèn)為會(huì)出現(xiàn)問題的地方我是不會(huì)加的。

但偏偏有一個(gè)地方我就忽略了！

前面說了，我在視覺相機(jī)的SDK里面重新封裝了一個(gè)批量取圖的接口，而這個(gè)接口的邏輯是通過一個(gè)觸發(fā)拍照命令，輸入指定數(shù)量的圖片和取圖時(shí)間來取圖的，取出來的圖是放在一個(gè)指針數(shù)組里面的，我需要循環(huán)將指針轉(zhuǎn)換成圖片對(duì)象，然后再保存到緩存目錄里。

因?yàn)閳D片數(shù)量太多，為了保證轉(zhuǎn)換效率，所以，我在循環(huán)指針數(shù)組的時(shí)候，使用了線程池來轉(zhuǎn)換圖片，問題就出在這！

我外層使用的是一個(gè)普通的循環(huán)，因?yàn)槲也还庖D，還需要保存圖片，而圖片名稱的某一個(gè)規(guī)則就是循環(huán)的當(dāng)前索引，如“20250624_0_.jpg”，其中“_0_”中的0就是循環(huán)索引i的值。

因?yàn)槭褂玫氖蔷€程池來執(zhí)行取圖邏輯，那么在當(dāng)前線程里面直接取i是有問題的！因?yàn)閕的作用域是在循環(huán)內(nèi)部，但是，循環(huán)內(nèi)部如果執(zhí)行的是一個(gè)線程，那么每一個(gè)線程所獲得到的i和這個(gè)線程的作用域不一樣，那么就會(huì)導(dǎo)致這個(gè)線程取到的i實(shí)際并不是順序的！

這么說不理解的話，我舉一個(gè)極端的例子：

假設(shè)我們需要拍30張圖片，這30張圖片被存在了一個(gè)指針數(shù)組里，我們通過For循環(huán)去循環(huán)指針數(shù)組，每循環(huán)一次，在線程池里面加一個(gè)線程，用來將指針轉(zhuǎn)換成圖片，而此時(shí)，我們PC的線程數(shù)已經(jīng)被其他程序占用，因此，這30個(gè)線程都處于等待狀態(tài)，直到最后一次循環(huán)，此時(shí)i為30，循環(huán)完成后，此時(shí)前面被占用的線程瞬間被釋放，前面等待的這30個(gè)線程將全部執(zhí)行，此時(shí)，這30個(gè)線程里面取到的所有i值將都是30！

而此時(shí)保存圖片，所有圖片名稱都是一樣的，因?yàn)閳D片保存走的是覆蓋流程，最后程序執(zhí)行下來，只會(huì)保存住一張圖片！

如果還不懂，請(qǐng)看示例：

這就是導(dǎo)致前面所有問題的根源！因?yàn)槲以趫?zhí)行批量取圖之后，我需要重新循環(huán)圖片地址列表去讀取圖片，然后對(duì)圖片進(jìn)行視覺運(yùn)算以及顯示。

結(jié)合上面所說，如果最后30張圖片所有的i都是30的話，那么最終保存的圖片數(shù)量就只有一張了，此時(shí)，圖片數(shù)量就是1。

此時(shí)，我如果使用For循環(huán)這么寫：

For(int I = 0;i<1;i++)

這么一來，這個(gè)循環(huán)索引0所獲取到的圖片實(shí)際上是 “20250624_30_.jpg”，此時(shí)，如果視覺算法通過了，我會(huì)將圖片索引保存，此時(shí)保存的所謂的圖片索引就是0。

顯然，索引為0的圖片并不存在，因此，在圖片顯示的時(shí)候，這時(shí)候畫面上就只有Mark標(biāo)記框，而沒有實(shí)際圖片。

那假設(shè)批量取圖數(shù)量是30，但是因?yàn)榫€程的原因，最終保存在文件夾里的圖片只有15張會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果呢？

很顯然，這時(shí)候循環(huán)索引和所有圖片的實(shí)際索引就都錯(cuò)位了！

我也在批量取圖后的那個(gè)循環(huán)讀取圖片的For循環(huán)里面也加過日志，但是恰巧當(dāng)時(shí)這個(gè)問題沒出現(xiàn)，我以為程序已經(jīng)沒問題了，所以就將日志給去除了，后來再出問題時(shí)，就沒往這方面想了。

至于為什么不保存圖片地址而保存圖片循環(huán)的索引，這個(gè)是業(yè)務(wù)邏輯決定的。

當(dāng)然，這么寫會(huì)出問題我是知道的，但是，您也知道，有時(shí)候?qū)懘a的事很難說，一個(gè)不注意寫出一個(gè)Bug其實(shí)很難發(fā)現(xiàn)的。

直到我查遍所有代碼，把所有可能性都一一排除以后，最后瞄了一眼我寫的相機(jī)SDK，一眼就發(fā)現(xiàn)了問題所在！

總結(jié)

在For循環(huán)中使用線程，并且在線程里面使用For循環(huán)的索引導(dǎo)致的錯(cuò)誤，其實(shí)這是一個(gè)很經(jīng)典的線程安全案例，我在過去接觸到的很多年輕的程序員在使用線程的時(shí)候基本上都會(huì)遇到這個(gè)問題。

如何避免這個(gè)問題呢？其實(shí)很簡單，就是強(qiáng)制將For循環(huán)的作用域限制到當(dāng)層循環(huán)之內(nèi)，寫法就是：

前后對(duì)比下，我只是將直接使用i的方式改成了先將i這個(gè)循環(huán)索引先賦值給變量index，然后再去使用，這樣，index這個(gè)變量的作用域就會(huì)被強(qiáng)制鎖定在當(dāng)前循環(huán)內(nèi)，不管最終線程什么時(shí)候執(zhí)行，index的值不會(huì)變！