當list.remove同時在2個線程中運行時（同時），IndexOutOfBoundsException

Question

我在main方法中有一個列表，我想編寫兩個使用此列表的線程。 有時我在同步塊中捕獲IndexOutOfBoundsException（當線程調用remove方法時）。

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();
    }
}

服裝課：

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) {
                }
            }
        }
    }
}

生產者類別：

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) {
            }
        }
    }
}

堆棧跟蹤：

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

代碼中的問題是Costumer類中的if測試，必須將其替換為while循環，否則您可能會遇到競爭條件問題。 實際上，假設我們有一個使用者正在等待被通知，我們有一個使用者正在等待對字符串的鎖定，而我們的生產者具有對字符串的鎖定，並添加了新的字符串並由於沒有更多的字符串而調用通知。 因此，一旦它釋放了鎖，就可以說等待鎖的使用者首先獲得了它（是的，不要忘記已經被通知的使用者仍然需要獲得鎖，而不必先獲得鎖），然后刪除一個String，然后第二個使用者（已由該使用者通知的使用者）將從strings.wait()開始，並在不檢查是否為空的情況下調用strings.remove(0) ，然后您將獲得IndexOutOfBoundsException 。

換句話說，代碼應為：

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

無論如何，將您的條件包裝到while循環中是一個好習慣，以避免像這樣的怪異錯誤。 例如，您可以在ArrayBlockingQueue之類的類中檢查其完成方式，所有條件都在while循環中檢查。