BUG到底是怎么修复的？
有好几个同学都来问了我一些相关的问题。
比如这样的：
写之前那篇文章的时候，我的侧重点主要在 ConcurrentLinkedQueue（下文统一缩写 CLQ）存在过一个可能会导致内存泄漏的 BUG ，这个 BUG 的来龙去脉是怎样的，以及怎么通过可视化工具让我们感受到这个 BUG 的存在。其实对于 BUG 在源码里面具体是怎样体现的，以及修改之后为什么就不会内存泄漏了并没有进行详细的解读。 开始的想法是，告诉大家有这个事情，如果有兴趣的可以直接去调试分析一下。但是有的同学反映调试也看不明白啊。一个方法，在断点处一脸懵逼的进来，又一脸懵逼的出去。
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苦思冥想没搞清楚，然后就来问我。我发现一两句话也说不太清楚，于是把 Debug 的关键截图放到文档里面配以文字说明，才勉强能说的比较清楚一点，也不知道这位同学看明白了没。但就拿这个文档来说：真的是暖男石锤了。
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所以，文本主要是分享一个我自己调试的奇淫技巧，最后再做个 remove 方法的解读。但是如果要深刻理解 CLQ 这个十分优秀、十分有想法的基于非阻塞方法实现的线程安全的队列，大家需要去看的是 offer、poll 方法。然后一个情况一个情况的去分析，自己拿着草稿本在上面写写画画。我也妄想过通过这篇文章给你们把它讲的明明白白的，后来我发现这对我而言难度有点大。最后再说一下如果你用 IDEA 调试时，大概率会碰到的一个巨坑。好了，先把之前的这个坑给填上。修复之后的 JDK8 到底怎么就避免了内存泄漏的问题了？
自定义CLQ
我们先看一下 CLQ 的数据结构。CLQ 的 Node 里面有一个 item（放的是存储的对象），还有一个 next 节点（指向的是当前 Node 的下一个节点）。从数据结构来看，也知道这是一个单向链表了。
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Java 程序员，就靠日志活着的。所以我想通过日志的方式直接输出链表结构，这应该是最简单的演示方式了。为了通过日志体现出数据变化的过程，我们先来一个自定义的 CLQ。方法很简单，直接把 JDK 8 的 CLQ 复制出来一份，然后修改名称就可以，我们这里的名称是 whyConcurrentLinkedQueue（下文简写为 WhyCLQ）：
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搞一个测试用例跑一下：
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然后你会发现报错了：
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这个错误是关于 Unsafe 操作的，在代码的第 931 行：
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getUnsafe 方法的源码是这样的：
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而这个方法里面就是判断当前<typo id="typo-1073" data-origin="类" ignoretag="true">类</typo>的类加载器是不是为 null：
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这里抛出异常了，说明不是 null。也就会说当前类的加载器不是启动类加载器 BootstrapClassLoader。我们知道，rt.jar 包下的类是需要 bootstrap 类加载器加载的。诶，巧了。这个类就位于 rt.jar 包里面：
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来，再复习一下双亲委派机制：
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如果我们自定义了一个 CLQ ，那么这个类的类加载器是什么类加载器呢？
我们验证一下：
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从 Debug 的截图可以看出当前类 WhyCLQ 的类加载器是 AppClassLoader。其父类加载器（parent）是 ExtClassLoader 类加载器。
不是 BootstrapClassLoader ，所以我们这里抛出了异常。在介绍怎么解决这个异常之前，先简单的说一下 Unsafe。这个类名称一听就是非常牛逼的。Unsafe，不安全。感觉像是在钓鱼执法，表面上疯狂的在那给你摆手，说：别靠近我，别使用我，我很不安全。实际上内心是这样的：
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作为一个正常的男人，看到这个东西谁不想去调用一下，看看到底是怎么不安全的呢？
我们看一下《美团点评 2019 技术年货》里面是怎么描述的：
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同时，看一下它相关的 API：
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由于 Unsafe 不是文本重点，我就不展开说明了。如果你对 Unsafe 这个类掌握的还不深刻，建议你好好了解一下。如果你清楚的知道这个类的威力，在某些场景下可以达到意想不到的效果，它就是一枚银弹般的存在。
在《美团点评 2019 技术年货》里面有一小节是专门分享这个类的，有兴趣的朋友可以查看文末获取方式。好了，知道抛出问题的原因了，我们自定义的 CLQ 就不能用了吗？当然不是，别忘了，我们还有极其“流氓”的反射方法可以使用：
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这样，我们自定义的 CLQ 就可以使用了。免费附赠你一个 Unsafe 的知识，不用谢。
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接下来我们就可以在不修改源码逻辑的情况下，加入输出语句以方便调试。比如我们需要这样清晰的输出日志：
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所以在我们自定义的 CLQ 里面加一个打印链表结构的方法：
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然后给我们的 remove 方法增加一个循环次数的入参，并在操作队列之前和之后调用我们打印链表结构的方法，就像下面这样式儿的：
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其中的 printWhyCLQ 方法如下：
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有的朋友肯定注意到了，我这个方法名称是 removeJDK8 。这个方法里面的逻辑就是 JDK8 的 CLQ 的 remove 方法。你可以这么理解：我就是把 JDK8 的 CLQ 的 remove 方法的名称变成了removeJDK8 。为什么这样命名呢？因为我要把 JDK7 对应的 remove 方法直接拿过来，放在同一个类里面方便调用，操作和上面的 JDK8 方法一致：
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这样，我们就有一个自定义的 CLQ，里面包含 JDK7 和 JDK8 对应的 CLQ 的 remove 方法。万事俱备，就差个 Demo 跑起来了：
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在下面一小节中，我们对比一下修复前（JDK7）和修复后（JDK8）的输出日志，一切就会非常的明了。
修复前 vs 修复后
我们把 Demo 跑起来，看输出结果，进行对比：
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你仔细品这个输出结果，还需要我给你分析个啥玩意？
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和 JDK8 的方法比起来，上面 JDK7 的方法执行完成后链表长度都长了一些。JDK8 的方法执行完成后，链表长度最长也没有超过 3 个。我们再看 JDK7，我拿一次循环出来分析：
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这就是我上篇文章中说到的：一个节点中的 item 对象被置为 null 了，但是该节点，由于代码问题，并没有从链表中取下来，导致不能被回收。而上篇文章中提到的“越来越慢”，由于可以直接的看到链表结构了，所以也很好解释了：
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比如，我把 Demo 中 for 循环的次数修改为 100，运行之后，我们看最后一次循环的结果为：
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remove 方法是从链表的头结点开始遍历链表，而我们每次需要移除的其实是最后一个节点，由于链表越来越长，所以遍历链表的时间越来越长。
所以导致我们上一篇的案例中每循环 10000 次，时间都会增加。
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源码导读
接下来我们看一下 JDK8 的源码中的 remove(obj) 方法到底是怎么样工作的。这个方法的目的就是从头结点开始遍历链表，然后判断每个 Node 里面的 item 是不是需要被删除的这个，如果是则删除，如果不是则继续遍历。我想了很久这个地方怎么能把代码的执行流程说清楚呢？除了 Debug 之外，因为 Debug 需要截非常多的图才可能说的清楚。只有疯狂的输出日志了。我们先看简单的分析一下 JDK8 对应的源码：
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490 行是在对象被移除之前，我们可以在这里加一行输出语句打印当前的链表结构。505 行是在对象被移除之后，我们可以在这里加一行输出语句打印删除操作完成之后的链表结构。纵观整个方法，只有我标注的两个地方会去修改链表结构。所以，我们分别在这两处地方的前后输出相关日志，然后分析日志，就可以知道这个方法的工作流程了。知道它的工作流程了，再返回去看代码，那还不是易如反掌的事儿？
这就是传说中的蛇皮走位，反向操作。
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所以，按照我们上面的分析，在自定义的 CLQ 里面加入输出语句如下：
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其中的 sortName 方法是为了把 java.lang.Object@xxx 截 取为 @xxx，精简输出：
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上面的 removeJDK8 方法除了输出语句之外，其他的代码逻辑和 JDK8 的对应方法一模一样。我们还是用这个示例代码：
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一起来分析日志：
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日志很多，但是细细分析下来流程非常的清晰，你可以在草稿本上画一画。我带着大家分析前两个循环，一共 10 行日志，我们一行行的分析，注意我们下面画的图仅体现了 node 里面的 item 元素：
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第【0】次循环,【移除之前】,链表item对象指向 = @723279cf->@10f87f48->
从测试代码中可以知道，被删除之前我们确实是有两个节点：
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所以根据日志画图如下：
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第【0】次循环,【修改节点item为null】被修改的p节点的item为(@10f87f48),即需要被删除的节点
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第【0】次循环,【修改节点item为null之后】,链表item对象指向 = @723279cf->null->
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第【0】次循环,【移除之后】,链表item对象指向 = @723279cf->null->
其实移除之后，就是把节点的 item 修改为 null 之后，所以结构和上面还是一样的：
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第【0】次循环就分析完了。可以看到现在的链表里面有一个 item 为 null 的元素，它还在链上，所以不会被回收。接下来，我们分析一下第【1】次循环。
第【1】次循环,【移除之前】,链表item对象指向 = @723279cf->null->@10f87f48->
由于进入下次循环，所以会先执行 add 方法，所以现在的链表结构变成了这样：
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第【1】次循环,【处理null节点】把item为(@723279cf)的pred节点的next节点,从item为(null)的p节点修改为item为(@10f87f48)的next节点
pred 节点里面的 item 就是 @723297cf。p 节点里面的 item 就是 null。
next 节点里面的 item 就是 @10f87f48。
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第【1】次循环,【处理null节点之后】,链表item对象指向 = @723279cf->@10f87f48->
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第【1】次循环,【修改节点item为null】被修改的p节点的item为(@10f87f48),即需要被删除的节点
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第【1】次循环,【修改节点item为null之后】,链表item对象指向 = @723279cf->null->
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第【1】次循环,【移除之后】,链表item对象指向 = @723279cf->null->
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第【1】次循环完成后又回到了第【0】次循环完后的样子。中间的那个 item 为 null 的节点去哪了呢？
因为这是个单向链表，从头节点已经不能遍历到这个节点了。所以等待它的命运将是被回收，所以也就不会内存溢出了。
到这里，我觉得这个问题算是回答清楚了吧？关于 remove(obj) 我就分享到这里。实话实话，这个方法对于 CLQ 并不是非常的重要，我们一般使用场景也比较少。我写这节主要是两个目的。一是回答读者的提问，因为毕竟是看了我的文章引发出来的问题，我有义务回答。二是分享一下这种自己 copy 一个类出来，然后只加入输出语句的调试方式。这个调试方法老读者肯定知道了，我在写 ArrayList 的时候也用过，写 Dubbo 负载均衡算法的时候也用过。当你被一步步 debug 带晕的时候，你可以试一试这种方式，先整体再局部。比如本文的 CLQ，多线程调试 CLQ 的情况下，我觉得日志的输出对于你理解它的精髓非常的有帮助。还是之前说过的，如果要深刻理解 CLQ 这个十分优秀、十分有想法的基于非阻塞方法实现的线程安全的队列，大家需要去看的是 offer、poll 方法。然后一个情况一个情况的去分析，看看它是怎么避免频繁 CAS 的，自己拿着草稿本在上面写写画画。我也妄想过通过这篇文章给你们把它讲的明明白白的，后来我发现这对我而言难度有点大。我在这里给大家指个路，看哪几种情况：
- 单线程下的 offer。
- 单线程下的 poll。
- 多线程下的一个线程 offer ，一个线程 poll。offer 比 poll 快。
- 多线程下的一个线程 offer ，一个线程 poll。offer 比 poll 慢。
就这四种情况，玩去吧。一种非常优秀的思想，非常牛逼的实现，我希望你能静下心来坚持过半小时。
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IDEA DEBUG 模式的巨坑
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看了我上面的介绍，准备静下心来看第一种情况：单线程下的 offer。如果你用 IDEA 的 Debug 调试 CLQ 的 offer 方法，半个小时后你心态应该就会炸裂：
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你有可能会碰到的一个巨坑，比如我们的测试代码是这样的：
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非常简单，在队列里面添加一个元素。
由于初始化的情况下 head=tail=new Node<E>(null)：
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所以在 add 方法被调用之后的链表结构里面的 item 指向应该是这样的：
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我们在 offer 方法里面加入几个输出语句：
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执行之后的日志是这样的：
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为什么最后一行输出，【offer之后】输出的日志不是 null->@723279cf 呢？因为这个方法里面会调用 first 方法，获取真正的头节点，即 item 不为 null 的节点：
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到这里都一切正常。但是，当你用 debug 模式操作的时候就不太一样了：
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头节点的 item 不为 null 了！而头节点的下一个节点为 null，所以抛出空指针异常。单线程的情况下代码直接运行的结果和 Debug 运行的结果不一致！这不是遇到鬼了吗。
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我在网上查了一圈，发现遇到鬼的网友还不少。最终找到了这个地方：
这个哥们遇到的问题和我们一模一样：
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这个问题下面只有一个回答：
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你知道回答这个问题的哥们是谁吗？
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IDEA 的产品经理，献上我的 respect。
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最后的解决方案就是关闭 IDEA 的这两个配置：
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因为 IDEA 在 Debug 模式下会主动的帮我们调用一次 toString 方法，而 toString 方法里面，会去调用迭代器。
而 CLQ 的迭代器，会触发 first 方法，这个里面和之前说的，会修改 head 元素：
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一切，都真相大白了。
之前，我认为是玄学。而现在，没有什么是玄学，我们要相信科学。我身边也有朋友碰到过这个问题，如果不知道这个坑，非常的抠脑壳，很容易就“怀疑人生”了：
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