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做者去了tmail。下面是关于题目的描述:

     这段代码大多数状况下运行正常，可是某些状况下会出问题。何时会出现什么问题？如何修正？可见博客 http://yueyemaitian.iteye.com/blog/1387901 

Java代码  

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. }  

下面是关于这道题的分析：

   list.remove(list.size() - 1);这句代码有可能引起数组下标越界
缘由:
假设其中一种情形呵！出问题的情形可能不少，但原理都差很少。下面的标号表明程序时序的前后顺序。
 1，初始化时list的值为0，而后线程1调用了pop，因而被wait了，而后释放了锁。
 2，线程2调用push，在notify以前有线程3调用pop(记住这时候线程1尚未被唤醒，还在wait住)，此时线程3会由于等待锁而挂起，或自旋，反正就是在等待锁可用。

 3，而后线程2继续往下执行，notify被执行（但这时候线程1是不会唤醒的，由于锁还在线程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。因为synchronized是无法保证线程竞争的公平性，因此线程1和线程3均可能获得锁。
 4，假设线程1竞争到了锁，不会出问题，正常去除list值，而后remove，执行完后线程3执行，一样被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，因而remove，因此list的size就为0了，而后线程 3释放锁，这时候，线程1就获得锁，因而从wait中醒来，继续执行，而后直接调用list的remove，因为list的size=0，那么remove(-1),越界错误就产生了。


   还有同窗说两个线程都在wait处等候也会出问题，其实不会出问题的，由于是调用的notify而不是notifyAll,若是是调用notifyAll那么也会出一样的问题。


  至于改进：

  看到这个题目我就很纳闷，为何要用双重锁，好像没有必要双重锁。我第一眼看到双重锁的时候就在想，出题者是否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。可是这个双重检查都是可重入的锁，都是对于this对象上的锁。因此不存在套管死锁。

  改进1,——最小代码改动，就在remove以前再检查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。 固然这里仍是要有方案1的判断(谢谢一楼提醒)。

  改进3，——从新设计，若是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。并且还有offer方法阻塞生产者直到队列能够插入，能够有效的阻止OOM。

 

  这个题目出的好，难道是阿里有人犯过这个错误！呵呵！

  关于本题的讨论若有任何纰漏，请你们及时指出呵！