java-多线程-一道阿里面试题分析

传说这是阿里的一道面试题：也传说发这道题出来的作者去了tmail。下面是关于题目的描述:

这段代码大多数情况下运行正常，但是某些情况下会出问题。什么时候会出现什么问题？如何修正？可见博客 http://yueyemaitian.iteye.com/blog/1387901

Java代码

public class MyStack {
private List<String> list = new ArrayList<String>();
public synchronized void push(String value) {
synchronized (this) {
list.add(value);
notify();
}
}
public synchronized String pop() throws InterruptedException {
synchronized (this) {
if (list.size() <= 0) {
wait();
}
return list.remove(list.size() - 1);
}
}
}

下面是关于这道题的分析：

list.remove(list.size() - 1);这句代码有可能引发数组下标越界
原因:
假设其中一种情形呵！出问题的情形可能很多，但原理都差不多。下面的标号代表程序时序的先后顺序。
1，初始化时list的值为0，然后线程1调用了pop，于是被wait了，然后释放了锁。
2，线程2调用push，在notify之前有线程3调用pop(记住这时候线程1还没有被唤醒，还在wait住)，此时线程3会因为等待锁而挂起，或自旋，反正就是在等待锁可用。

3，然后线程2继续往下执行，notify被执行（但这时候线程1是不会唤醒的，因为锁还在线程2占用），线程2退出push方法，释放内置锁，此时，线程1和线程3都在内置锁等待队列里面。由于synchronized是没法保证线程竞争的公平性，所以线程1和线程3都可能得到锁。
4，假设线程1竞争到了锁，不会出问题，正常去除list值，然后remove，执行完后线程3执行，同样被wait住。
5，假设线程3竞争到了锁，问题来了，线程3会判断到list的size不为0，于是remove，所以list的size就为0了，然后线程 3释放锁，这时候，线程1就得到锁，于是从wait中醒来，继续执行，然后直接调用list的remove，由于list的size=0，那么remove(-1),越界错误就产生了。

还有同学说两个线程都在wait处等候也会出问题，其实不会出问题的，因为是调用的notify而不是notifyAll,如果是调用notifyAll那么也会出同样的问题。

至于改进：

看到这个题目我就很纳闷，为什么要用双重锁，好像没有必要双重锁。我第一眼看到双重锁的时候就在想，出题者是不是在模拟一个套管死锁，我也确实为找这个死锁付出了一些时间。但是这个双重检查都是可重入的锁，都是对于this对象上的锁。所以不存在套管死锁。

改进1,——最小代码改动，就在remove之前再检查list.size==0

改进2，——去掉push和pop方法内的第二重锁检查，我确实没有发现这个锁会有什么用，反而耗性能。当然这里还是要有方案1的判断(谢谢一楼提醒)。

改进3，——重新设计，如果是我来设计这么一个生产者，消费者模式。我更愿意用LinkedBlockingQueue，它有take方法阻塞消费者直到队列可用。而且还有offer方法阻塞生产者直到队列可以插入，可以有效的阻止OOM。

这个题目出的好，难道是阿里有人犯过这个错误！呵呵！

关于本题的讨论如有任何纰漏，请大家及时指出呵！

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/u/176507/blog/137880

标签

java