生产者消费者问题中的临界判断为什么要用while

• 问题背景

面试题：写一个固定容量同步容器，拥有put和get方法，以及getCount方法，能够支持2个生产者线程以及10个消费者线程的阻塞调用

public class MyContainer1<T> {
    final private LinkedList<T> lists = new LinkedList<>();
    final private int MAX = 10; //最多10个元素
    private int count = 0;

    public synchronized void put(T t) {
        while(lists.size() == MAX) {                    //想想为什么用while而不是用if？   
            try {
                this.wait(); //effective java
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        lists.add(t);
        ++count;
        this.notifyAll(); //通知消费者线程进行消费
    }
    
    public synchronized T get() {
        T t = null;
        while(lists.size() == 0) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        t = lists.removeFirst();
        count --;
        this.notifyAll(); //通知生产者进行生产
        return t;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        MyContainer1<String> c = new MyContainer1<>();
        //启动消费者线程
        for(int i=0; i<10; i++) {
            new Thread(()->{
                for(int j=0; j<5; j++) System.out.println(c.get());
            }, "c" + i).start();
        }
        
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        //启动生产者线程
        for(int i=0; i<2; i++) {
            new Thread(()->{
                for(int j=0; j<25; j++) c.put(Thread.currentThread().getName() + " " + j);
            }, "p" + i).start();
        }
    }
}

• 问题分析

在put()方法中，临界判断使用while循环，为什么不能使用if判断呢？

1. 首先需要注意，在循环判断中调用了this.wait()方法，wait()方法会释放锁，进入阻塞状态；
2. 在程序中存在两个生产者P0,P1，考虑如下情况：

2.1 P0获得锁，进行临界判断，list满，执行this.wait()方法，进入阻塞状态，P1获得锁，进行临界判断，list满，执行this.wait()方法，释放锁，进入阻塞状态。
2.2 消费者消费元素后调用notifyAll()方法，P0,P1被唤醒，此时P0获得锁， 如果使用的判断是if判断，则会执行add()，执行后list满，释放锁，P1获得锁，从this.wait()后代码开始执行，执行add()方法，list又添加一个元素，超出了最大容量，因此需要使用while循环进行临界条件判断。