java - IndexOutOfBoundsException when list.remove run in 2 thread 同时(并发)

Question

我在 main 方法中有一个列表，我想写两个线程来使用这个列表。有时我会在同步块(synchronized block)中捕获 IndexOutOfBoundsException(当线程调用 remove 方法时)。

主要方法:

public class PC {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> strings = new ArrayList<>();
        new Costumer("c1", strings).start();
        new Costumer("c2", strings).start();
        new Producer("p1", strings).start();
        new Producer("p2", strings).start();
        new Producer("p3", strings).start();
        new Producer("p4", strings).start();
    }
}

客户类:

class Costumer extends Thread {

    List<String> strings;
    public Costumer(String n, List<String> strings) {
        super(n);
        this.strings = strings;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (strings) {
                try {
                    if (strings.isEmpty()) {
                        strings.wait();
                    }
                    strings.remove(0); // <- where exception is thrown
                } catch (InterruptedException ex) {
                }
            }
        }
    }
}

生产者类:

class Producer extends Thread {

    List<String> strings;

    public Producer(String n, List<String> strings) {
        super(n);
        this.strings = strings;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (strings) {
                strings.add(String.valueOf(Math.random() * 1000));
                if (strings.size() == 1) {
                    strings.notify();
                }
            }
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException ex) {
            }
        }
    }
}

堆栈跟踪:

Exception in thread "c2" java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 0, Size: 0
        at java.util.ArrayList.rangeCheck(Unknown Source)
        at java.util.ArrayList.remove(Unknown Source)
        at Costumer.run(PC.java:40)

Answer 1

您的代码中的问题是 Costumer 类中的 if 测试，它必须替换为 while 循环，否则您可能会遇到竞争条件问题。事实上，假设我们有一个消费者在等待通知，我们有一个消费者在等待字符串锁定，我们有生产者锁定了字符串并添加了一个新字符串并调用通知，因为我们没有更多的字符串。所以一旦它释放锁，假设等待锁的消费者首先获得它(是的，不要忘记已被通知的消费者仍然需要获得锁并且不必先获得锁)，它然后移除一个String，那么第二个消费者(已经被消费者通知的消费者)将从strings.wait()开始调用strings.remove(0) 如果不检查它是否为空，那么您将得到 IndexOutOfBoundsException。

换句话说，代码应该是这样的:

@Override
public void run() {
    while (true) {
        synchronized (strings) {
            try {
                while (strings.isEmpty()) {
                    strings.wait();
                }
                strings.remove(0);
            } catch (InterruptedException ex) {
            }
        }
    }
}

无论如何，将您的条件包装到一个 while 循环中以避免像这样的奇怪错误是一个很好的做法。您可以在类 ArrayBlockingQueue 中检查它是如何完成的例如，在 while 循环中检查所有条件。