Java多线程：一道阿里面试题的分析与克服

发布时间：2021-12-11 15:48:53 所属栏目：教程来源：互联网

导读：引言：通过多线程的面试题目分析，来深入理解Java线程的状态转变过程。最近在学习Java多线程设计的时候，在网上看到一个面试题目的讨论，虽然楼主所说有些道理，但感觉还是有些问题，故此在和同事讨论以后还是有了若干收获，在此略作总结。首先，来看看这

引言：通过多线程的面试题目分析，来深入理解Java线程的状态转变过程。

最近在学习Java多线程设计的时候，在网上看到一个面试题目的讨论，虽然楼主所说有些道理，但感觉还是有些问题，故此在和同事讨论以后还是有了若干收获，在此略作总结。

首先，来看看这个面试题目吧。

    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);
            }
        }
    }

问题：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？

代码分析：

从整体上，在并发状态下，push和pop都使用了synchronized的锁，来实现同步，同步的数据对象是基于List的数据；大部分情况下是可以正常工作的。

问题描述：

状况1：

1. 假设有三个线程： A,B,C. A 负责放入数据到list,就是调用push操作， B,C分别执行Pop操作，移除数据。

2. 首先B先执行，于pop中的wait()方法处，进入waiting状态，进入等待队列，释放锁。

3. A首先执行放入数据push操作到List，在调用notify()之前；同时C执行pop()，由于synchronized，被阻塞，进入Blocked状态，放入基于锁的等待队列。注意，这里的队列和2中的waiting等待队列是两个不同的队列。

4.    A线程调用notify()，唤醒等待中的线程A。

5.    如果此时， C获取到基于对象的锁，则优先执行，执行pop方法，获取数据，从list移除一个元素。

6. 然后，A获取到竞争锁，A中调用list.remove(list.size() - 1)，则会报数据越界exception。

状况2：

1. 相同于状况1

2. B、C都处于等待waiting状态，释放锁。等待notify()、notifyAll()操作的唤醒。

3. 存在被虚假唤醒的可能。

何为虚假唤醒？

虚假唤醒就是一些obj.wait()会在除了obj.notify()和obj.notifyAll()的其他情况被唤醒，而此时是不应该唤醒的。

解决的办法是基于while来反复判断进入正常操作的临界条件是否满足：

    synchronized (obj) {
            while (<condition does not hold>)
                obj.wait();
            ... // Perform action appropriate to condition
        }

如何修复问题？

#1. 使用可同步的数据结构来存放数据，比如LinkedBlockingQueue之类。由这些同步的数据结构来完成繁琐的同步操作。

#2. 双层的synchronized使用没有意义，保留外层即可。

#3. 将if替换为while，解决虚假唤醒的问题。

（编辑：我爱制作网_潮州站长网）

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