阿里面试题，为什么wait()方法要放在同步块中？

某天我在***的时候，突然有个小伙伴微信上说：“哥，阿里面试又又挂了，被问到为什么wait()方法要放在同步块中，没答出来！”

我顿时觉得**一紧，仔细回顾一下，如果wait()方法不在同步块中，代码的确会抛出异常:

public void test(){
            try{
                new Object().wait();
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }

        }

结果是：

Exception in thread "main" java.lang.IllegalMonitorStateException
    at java.lang.Object.wait(Native Method)
    at java.lang.Object.wait(Unknown Source)
    at com.dapeng.day413.WaitSyncBlockTest.test(WaitSyncBlockTest.java:16)
    at com.dapeng.day413.WaitSyncBlockTest.main(WaitSyncBlockTest.java:40)

但是，为毛呢？？我也没去了解过。

机智如我立刻假装正在开会忙得不可开交，回了一条：“开会中，等会和你细说。”

经过一番谷歌之后，找到了答案。

Lost Wake-Up Problem

事情得从一个多线程编程里面臭名昭著的问题"Lost wake-up problem"说起。

这个问题并不是说只在Java语言中会出现，而是会在所有的多线程环境下出现。

假如有两个线程，一个消费者线程，一个生产者线程。生产者线程的任务可以简化成将count加一，而后唤醒消费者；消费者则是将count减一，而后在减到0的时候陷入睡眠：

生产者伪代码：

count+1;
notify();

消费者伪代码：

while(count<=0)
   wait();
count
--

熟悉多线程的朋友一眼就能够看出来，这里面有问题。什么问题呢？

生产者是两个步骤：

  1. count+1;

  2. notify();

消费者也是两个步骤：

  1. 检查count值；

  2. 睡眠或者减一；

万一这些步骤混杂在一起呢？比如说，初始的时候count等于0，这个时候消费者检查count的值，发现count小于等于0的条件成立；就在这个时候，发生了上下文切换，生产者进来了，噼噼啪啪一顿操作，把两个步骤都执行完了，也就是发出了通知，准备唤醒一个线程。这个时候消费者刚决定睡觉，还没睡呢，所以这个通知就会被丢掉。紧接着，消费者就睡过去了……

 

 

这就是所谓的lost wake up问题。

那么怎么解决这个问题呢？

现在我们应该就能够看到，问题的根源在于，消费者在检查count到调用wait()之间，count就可能被改掉了。

这就是一种很常见的竞态条件。

很自然的想法是，让消费者和生产者竞争一把锁，竞争到了的，才能够修改count的值。

于是生产者的代码是:

tryLock()
count+1
notify()
releaseLock()

消费者的代码是:

tryLock()
while(count <=0)
wait()
count-1
releaseLock

注意的是，我这里将两者的两个操作都放进去了同步块中。

现在来思考一个问题，生产者代码这样修改行不行？

tryLock()
count+1
notify()
releaseLock()

答案是，这样改毫无卵用，依旧会出现lost wake up问题，而且和无锁的表现是一样的。

终极答案

所以，我们可以总结到，为了避免出现这种lost wake up问题，在这种模型之下，总应该将我们的代码放进去的同步块中。

Java强制我们的wait()/notify()调用必须要在一个同步块中，就是不想让我们在不经意间出现这种lost wake up问题。

不仅仅是这两个方法，包括java.util.concurrent.locks.Condition的await()/signal()也必须要在同步块中：

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    private Condition condition = lock.newCondition();

    @Test
    public void test()

    {

        try{
            condition.signal();

        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();

        }

    }
Exception in thread "main" java.lang.IllegalMonitorStateException
    at java.lang.Object.wait(Native Method)
    at java.lang.Object.wait(Unknown Source)
    at com.dapeng.day413.WaitSyncBlockTest.test(WaitSyncBlockTest.java:16)
    at com.dapeng.day413.WaitSyncBlockTest.main(WaitSyncBlockTest.java:40)

 

准确的来说，即便是我们自己在实现自己的锁机制的时候，也应该要确保类似于wait()和notify()这种调用，要在同步块内，防止使用者出现lost wake up问题。

Java的这种检测是很严格的。它要求的是，一定要处于锁对象的同步块中。举例来说：

private Object  obj = new Object ();
private Object anotherObj  = new Object();

        
@Test
public void  produce(){
    synchronized(obj){
    try{
         anotherObj.notify();
    }catch(Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}

这样是没有什么卵用的。一样出现IllegalMonitorStateException。

可以拿去套路面试官的话术

到这里，按照道理来说，就可以结束了。不过既然是面试遇到的问题，我就提供点面试回答的小技巧。

假如面试官问你这个问题了，你最开始不要巴啦啦全部说出来。只需要轻描淡写地说：“这是Java设计者为了避免使用者出现lost wake up问题而搞出来的。”

注意演技，一定要轻描淡写中透露着一丝“我其实就知道lost wake up这个名词，再问就要露馅了”的感觉。

于是面试官肯定会追问：“lost wake up问题是什么？”

这个时候你就可以巴啦啦一大堆了。这个过程你要充满自信，表露出那种睥睨天下这种小问题就别来烦我的气概来。

于是，小手一抖，offer到手。

原文转自：https://mp.weixin.qq.com/s/ohcr6T1aB7-lVFJIfyJZjA

posted on 2019-04-13 21:31  Msea  阅读(932)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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