史上最難的一道Java面試題

作者：匠心零度 2018-03-06 15:30:47

在java中，多線程的程序最難理解、調試，很多時候執行結果并不像我們想象的那樣執行。所以在java多線程特別難，依稀記得大學的時候考c語言二級的時候，里面的題目是什么++和很多其他優先級的符合在一起問最后的輸出結果，這類題目就想考一些運行符優先級和結合性問題。

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無意中了解到如下題目，覺得蠻好。

題目如下

public class TestSync2 implements Runnable {  
   int b = 100;      
 
   synchronized void m1() throws InterruptedException {  
       b = 1000;  
       Thread.sleep(500); //6  
       System.out.println("b=" + b);  
   }  
   synchronized void m2() throws InterruptedException {  
       Thread.sleep(250); //5  
       b = 2000;  
   } 
 
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
       TestSync2 tt = new TestSync2();  
       Thread t = new Thread(tt);  //1  
       t.start(); //2  
       tt.m2(); //3  
       System.out.println("main thread b=" + tt.b); //4  
   } 
 
   @Override  
   public void run() {  
       try {  
           m1();  
       } catch (InterruptedException e) {  
           e.printStackTrace();  
       }  
   }  
}

該程序的輸出結果？

程序輸出結果

main thread b=2000  
b=1000

或

main thread b=1000 
b=1000

考察知識點

synchronize實例鎖。
并發下的內存可見性。

在java中，多線程的程序最難理解、調試，很多時候執行結果并不像我們想象的那樣執行。所以在java多線程特別難，依稀記得大學的時候考c語言二級的時候，里面的題目是什么++和很多其他優先級的符合在一起問***的輸出結果，這類題目就想考一些運行符優先級和結合性問題。那個背背就行了，但是java多線程還是需要好好理解才行，靠背是不行的。

下面開始簡單分析

該題目涉及到2個線程（主線程main、子線程）、關鍵詞涉及到synchronized、Thread.sleep。

synchronized關鍵詞還是比較復雜的（可能有時候沒有理解到位所以上面題目會有點誤區），他的作用就是實現線程的同步（實現線程同步有很多方法，它只是一種后續文章會說其他的，需要好好研究大神Doug Lea的一些實現），它的工作就是對需要同步的代碼加鎖，使得每一次只有一個線程可以進入同步塊（其實是一種悲觀策略）從而保證線程只記得安全性。

一般關鍵詞synchronized的用法

指定加鎖對象:對給定對象加鎖，進入同步代碼前需要活的給定對象的鎖。
直接作用于實例方法:相當于對當前實例加鎖，進入同步代碼前要獲得當前實例的鎖。
直接作用于靜態方法:相當于對當前類加鎖，進入同步代碼前要獲得當前類的鎖。

上面的代碼，synchronized用法其實就屬于第二種情況。直接作用于實例方法:相當于對當前實例加鎖，進入同步代碼前要獲得當前實例的鎖。

可能存在的誤區

1.由于對synchronized理解的不到為，由于很多時候，我們多線程都是操作一個synchronized的方法，當2個線程調用2個不同synchronized的方法的時候，認為是沒有關系的，這種想法是存在誤區的。直接作用于實例方法:相當于對當前實例加鎖，進入同步代碼前要獲得當前實例的鎖。

2.如果一個調用synchronized方法。另外一個調用普通方法是沒有關系的，2個是不存在等待關系的。

這些對于后面的分析很有作用。

Thread.sleep

使當前線程（即調用該方法的線程）暫停執行一段時間，讓其他線程有機會繼續執行，但它并不釋放對象鎖。也就是說如果有synchronized同步快，其他線程仍然不能訪問共享數據。注意該方法要捕捉異常，對于后面的分析很有作用。

分析流程

java 都是從main方法執行的，上面說了有2個線程，但是這里就算修改線程優先級也沒用，優先級是在2個程序都還沒有執行的時候才有先后，現在這個代碼一執行，主線程main已經執行了。對于屬性變量 int b =100由于使用了synchronized也不會存在可見性問題（也沒有必要在說使用volatile申明），當執行1步驟的時候（Thread t = new Thread(tt); //1）線程是new狀態，還沒有開始工作。當執行2步驟的時候（t.start(); //2）當調用start方法，這個線程才正真被啟動，進入runnable狀態，runnable狀態表示可以執行，一切準備就緒了，但是并不表示一定在cpu上面執行，有沒有真正執行取決服務cpu的調度。在這里當執行3步驟必定是先獲得鎖（由于start需要調用native方法，并且在用完成之后在一切準備就緒了，但是并不表示一定在cpu上面執行，有沒有真正執行取決服務cpu的調度，之后才會調用run方法，執行m1方法）。這里其實2個synchronized方法里面的Thread.sheep其實要不要是無所謂的，估計是就為混淆增加難度。3步驟執行的時候其實很快子線程也準備好了，但是由于synchronized的存在，并且是作用同一對象，所以子線程就只有必須等待了。由于main方法里面執行順序是順序執行的，所以必須是步驟3執行完成之后才可以到4步驟，而由于3步驟執行完成，子線程就可以執行m1了。這里就存在一個多線程誰先獲取到問題，如果4步驟先獲取那么main thread b=2000，如果子線程m1獲取到可能就b已經賦值成1000或者還沒有來得及賦值4步驟就輸出了可能結果就是main thread b=1000或者main thread b=2000，在這里如果把6步驟去掉那么b=執行在前和main thread b=在前就不確定了。但是由于6步驟存在，所以不管怎么都是main thread b=在前面，那么等于1000還是2000看情況，之后b=1000是一定固定的了。

多線程一些建議