史上最難的一道 Java 面試題（分析篇）

無意中瞭解到如下題目，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。
併發下的內存可見性。

在java中，多線程的程序最難理解、調試，很多時候執行結果並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，裏面的題目是什麼++和很多其他優先級的符合在一起問最後的輸出結果，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纔行，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關鍵詞還是比較複雜的（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，它只是一種後續文章會說其他的，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。
直接作用於實例方法:相當於對當前實例加鎖，進入同步代碼前要獲得當前實例的鎖。
直接作用於靜態方法:相當於對當前類加鎖，進入同步代碼前要獲得當前類的鎖。

上面的代碼，synchronized用法其實就屬於第二種情況。直接作用於實例方法:相當於對當前實例加鎖，進入同步代碼前要獲得當前實例的鎖。

可能存在的誤區

由於對synchronized理解的不到爲，由於很多時候，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，認爲是沒有關係的，這種想法是存在誤區的。直接作用於實例方法:相當於對當前實例加鎖，進入同步代碼前要獲得當前實例的鎖。
如果一個調用synchronized方法。另外一個調用普通方法是沒有關係的，2個是不存在等待關係的。這些對於後面的分析很有作用。

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，但它並不釋放對象鎖。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，對於後面的分析很有作用。一些細節可以參考我的系統學習java高併發系列二。

分析流程

java 都是從main方法執行的，上面說了有2個線程，但是這裏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纔有先後，現在這個代碼一執行，主線程main已經執行了。對於屬性變量 int b =100由於使用了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，這個線程才正真被啓動，進入runnable狀態，runnable狀態表示可以執行，一切準備就緒了，但是並不表示一定在cpu上面執行，有沒有真正執行取決服務cpu的調度。在這裏當執行3步驟必定是先獲得鎖（由於start需要調用native方法，並且在用完成之後在一切準備就緒了，但是並不表示一定在cpu上面執行，有沒有真正執行取決服務cpu的調度，之後纔會調用run方法，執行m1方法）。這裏其實2個synchronized方法裏面的Thread.sheep其實要不要是無所謂的，估計是就爲混淆增加難度。3步驟執行的時候其實很快子線程也準備好了，但是由於synchronized的存在，並且是作用同一對象，所以子線程就只有必須等待了。由於main方法裏面執行順序是順序執行的，所以必須是步驟3執行完成之後纔可以到4步驟，而由於3步驟執行完成，子線程就可以執行m1了。這裏就存在一個多線程誰先獲取到問題，如果4步驟先獲取那麼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，在這裏如果把6步驟去掉那麼b=執行在前和main thread b=在前就不確定了。但是由於6步驟存在，所以不管怎麼都是main thread b=在前面，那麼等於1000還是2000看情況，之後b=1000是一定固定的了。

多線程一些建議

線程也很珍貴，所以建議使用線程池，線程池用的很多，後續準備分享下，特別重要，需要做到心中有數。給線程起名字，當線上cpu高的時候，需要用到高級jstack，如果有名稱就方便很多。多線程特別需要注意線程安全問題，也需要了解jdk那些是線程安全不安全，那樣使用的時候不會出現莫名其妙問題。還有一些技巧後續文章分享在慢慢提，多線程特別重要，也特別難，希望大家也多多花心思在上面。

多線程的一些調試技巧

由於斷點，所有線程經過斷點的時候，都需要停下，導致這個點不停的斷住，很難受，eclispe裏面有條件斷點，當滿足條件的時候就可以停下來，那麼這樣就方便了。