JAVA线程安全之阿里经典面试题
题目描述:
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？
- 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。
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：
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list.size==0。
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！
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