java-多線程-一道阿里面試題分析

傳說這是阿里的一道面試題： 也傳說發這道題出來的做者去了tmail。下面是關於題目的描述:

     這段代碼大多數狀況下運行正常，可是某些狀況下會出問題。何時會出現什麼問題？如何修正？可見博客 http://yueyemaitian.iteye.com/blog/1387901 

Java代碼  

1. public class MyStack {  
2.     private List<String> list = new ArrayList<String>();  
3.   
4.     public synchronized void push(String value) {  
5.         synchronized (this) {  
6.             list.add(value);  
7.             notify();  
8.         }  
9.     }  
10.   
11.     public synchronized String pop() throws InterruptedException {  
12.         synchronized (this) {  
13.             if (list.size() <= 0) {  
14.                 wait();  
15.             }  
16.             return list.remove(list.size() - 1);  
17.         }  
18.     }  
19. }  

下面是關於這道題的分析：

   list.remove(list.size() - 1);這句代碼有可能引起數組下標越界
緣由:
假設其中一種情形呵！出問題的情形可能不少，但原理都差很少。下面的標號表明程序時序的前後順序。
 1，初始化時list的值爲0，而後線程1調用了pop，因而被wait了，而後釋放了鎖。
 2，線程2調用push，在notify以前有線程3調用pop(記住這時候線程1尚未被喚醒，還在wait住)，此時線程3會由於等待鎖而掛起，或自旋，反正就是在等待鎖可用。

 3，而後線程2繼續往下執行，notify被執行（但這時候線程1是不會喚醒的，由於鎖還在線程2佔用），線程2退出push方法，釋放內置鎖，此時，線程1和線程3都在內置鎖等待隊列裏面。因爲synchronized是無法保證線程競爭的公平性，因此線程1和線程3均可能獲得鎖。
 4，假設線程1競爭到了鎖，不會出問題，正常去除list值，而後remove，執行完後線程3執行，一樣被wait住。
 5，假設線程3競爭到了鎖，問題來了，線程3會判斷到list的size不爲0，因而remove，因此list的size就爲0了，而後線程 3釋放鎖，這時候，線程1就獲得鎖，因而從wait中醒來，繼續執行，而後直接調用list的remove，因爲list的size=0，那麼remove(-1),越界錯誤就產生了。


   還有同窗說兩個線程都在wait處等候也會出問題，其實不會出問題的，由於是調用的notify而不是notifyAll,若是是調用notifyAll那麼也會出一樣的問題。


  至於改進：

  看到這個題目我就很納悶，爲何要用雙重鎖，好像沒有必要雙重鎖。我第一眼看到雙重鎖的時候就在想，出題者是否是在模擬一個套管死鎖，我也確實爲找這個死鎖付出了一些時間。可是這個雙重檢查都是可重入的鎖，都是對於this對象上的鎖。因此不存在套管死鎖。

  改進1,——最小代碼改動，就在remove以前再檢查list.size==0

  改進2，——去掉push和pop方法內的第二重鎖檢查，我確實沒有發現這個鎖會有什麼用，反而耗性能。 固然這裏仍是要有方案1的判斷(謝謝一樓提醒)。

  改進3，——從新設計，若是是我來設計這麼一個生產者，消費者模式。我更願意用LinkedBlockingQueue，它有take方法阻塞消費者直到隊列可用。並且還有offer方法阻塞生產者直到隊列能夠插入，能夠有效的阻止OOM。

 

  這個題目出的好，難道是阿里有人犯過這個錯誤！呵呵！

  關於本題的討論若有任何紕漏，請你們及時指出呵！