多线程虚假唤醒

2017-09-21

多线程 Java

面试题目
问题描述：
如何修复问题？

面试题目

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：

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。

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。

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。

A线程调用notify()，唤醒等待中的线程B。

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。

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

状况 2：

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

状况 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？

可以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。

如果不使用可同步的数据结构的话将if替换为while，解决问题。

另外双层的synchronized使用没有意义，保留外层即可。

本篇文章来源于 Linux公社网站(www.linuxidc.com) 原文链接：http://www.linuxidc.com/Linux/2014-03/98715.htm

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