从一道阿里面试题说起

Posted 2022-07-21 zzq6032010

前言

        昨晚老东家微信群里一堆前同事充满兴致的在讨论一道据说是阿里P7的面试题，不管题目来源是不是真的，但题目本身却比较有意思，虚虚实实去繁化简，却能看出一个人对Java知识掌握的深度以及灵活度。

        闲话少叙，咱们直接“上菜”。

正文

1、原代码如下所示，问执行之后打印的数是什么？

 1     static Integer count = 0;
 2     public static void main(String[] args) 
 3         for (int i = 0; i < 1000; i++) 
 4             new Thread(() -> 
 5                 synchronized (count) 
 6                     count++;
 7                 
 8             ).start();
 9         
10 
11         System.out.println(count);
12     

相信只要对多线程的执行机制有了解的道友应该都会知道，上文中的同步块只是一个幌子，因为这一千个子线程不一定都会在main方法所在的主线程执行到第11行时都执行完，跟同步块没有半毛钱关系。所以第11行输出的结果是从0到1000不等的（理论上会出现的结果范围，实际很难出现）。

2、以上面的为基础，延伸一下呢，比如加个while循环后最终打印的又是什么？

 1     static Integer count = 0;
 2     public static void main(String[] args) 
 3         for (int i = 0; i < 1000; i++) 
 4             new Thread(() -> 
 5                 synchronized (count) 
 6                     count++;
 7                 
 8             ).start();
 9         
10 
11         while (true) 
12             System.out.println(count);
13         
14     

首先我们需要知道count++这种操作是非原子操作；其次我们需要了解synchronized同步块的作用机制。

synchronized同步是对一个对象加锁，如果synchronized加在非静态方法上，锁的是当前对象实例；如果加在静态方法上，锁的是当前类的Class对象；如果是一个单独的块，锁的就是括号后面的对象。可知此处是同步块，锁的就是count这个Integer对象了。

如果我们的知识掌握到这里，得出的答案就是1000了，因为同步块能保证多个线程对同一个对象的操作是顺序执行的。但是实际执行的时候，你会发现很多时候最终打印的数据不是1000，是999或者998这种数，那这是为什么呢？

其中的关键就出在count这个对象身上。synchronized实现的是对同一个对象加锁，但看一下Integer源码你会发现，它是final类型的，就是说当你对它进行+1的操作之后，得到的这个新的count对象已经不是之前的count对象了。既然锁的对象都不一样，自然就不会触发synchronized的同步机制了。

至此可以看出，本题目不知考查了对同步块的理解，还附带了对jdk源码的考查。另，java中的装包类，都是final类型的。

后记

        到此本应结束，但我后来觉得用while无限循环这种方式获取主线程的最终执行结果有点蠢，于是我给改造了一下：

 1     static Integer count = 0;
 2     public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
 3         for (int i = 0; i < 1000; i++) 
 4             Thread thread = new Thread(() -> 
 5                 synchronized (count) 
 6                     count++;
 7                 
 8             );
 9             thread.start();
10             thread.join();
11         
12 
13         System.out.println(count);
14     

用join来确保主线程最后执行（可参照博主之前的一篇文章 https://www.cnblogs.com/zzq6032010/p/10921870.html 了解join方法的作用），但是执行完之后，发现结果总是1000。待检查一番之后才恍然，

此处用join方法是不合适的。因为当主线程执行到thread.join()这一行之后，正常的话会继续执行for循环的下一次循环，但是由于被子线程join了，所以需先执行完这个子线程才能继续走下一次for循环，这样造成的效果就是这一千个线程都是顺序启动顺序执行，不存在并发现象，所以结果也就都是1000了。可以发现，利用join有时也能做到同步的效果。

既然join方法不行，那就用并发包中的CountDownLatch吧。

 1     static Integer count = 0;
 2     public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
 3         CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1000);
 4         for (int i = 0; i < 1000; i++) 
 5             new Thread(() -> 
 6                 synchronized (count) 
 7                     count++;
 8                     countDownLatch.countDown();
 9                 
10             ).start();
11         
12         countDownLatch.await();
13         System.out.println(count);
14     

这样就比while无限循环优雅一些了 (><)

本次“注水”博文到此结束，谢谢观看！