《Java编程思想》忙等待并发练习出现NullPointerException排查

报错的NullPointerException和你以为的flag字段无关，问题出在Locker类的构造方法赋值逻辑：

• 你的构造方法代码里，参数名和类的成员变量完全同名，写的是switcher = switcher，这行代码本质是把传入的局部参数自己赋值给自己，完全没有把参数值传递给Locker实例的成员变量。
• 类里定义的private Switcher switcher;成员从来没有被赋过值，一直保持Java对象默认的null值。后续checkFlag()方法执行if(switcher.getFlag())的时候，对null对象调用实例方法，就直接抛出空指针了，和堆栈报错的位置完全匹配。

1. 构造方法里加this关键字明确区分成员变量和局部参数，完成正确赋值：

   public Locker(Switcher switcher) {
       // this.switcher指向当前实例的成员变量，不再和局部参数混淆
       this.switcher = switcher;
       this.flag = switcher.getFlag();
       System.out.println("Class Switcher: " + switcher);
       System.out.println("field flag: " + flag);
   }
   

2. 补全题目要求的逻辑漏项：
   你现在的代码检测到标志位为true后，只是把Locker自己维护的本地flag副本改成了false，根本没有修改Switcher里的共享标志位。要调用Switcher提供的setFlagToFalse()方法完成状态重置，同时把忙等待的耗时统计输出：

   @Override
   public void run() {
       long start = System.currentTimeMillis();
       while (true) {
           checkFlag();
           if (flag) {
               // 直接修改共享对象的标志位，不是改本地副本
               switcher.setFlagToFalse();
               long duration = System.currentTimeMillis() - start;
               System.out.println("忙等待累计耗时：" + duration + "ms，标志位已重置为false");
               return;
           }
       }
   }
   

   顺带可以删掉Locker里冗余的本地flag字段，直接读取Switcher里的volatile标志位即可，减少不必要的状态维护。

不需要循环占CPU的等待版本，利用对象内置锁的等待/通知机制实现：

// 带等待逻辑的任务类
class WaitLocker implements Runnable {
    private final Switcher switcher;
    public WaitLocker(Switcher switcher) {
        this.switcher = switcher;
    }
    @Override
    public void run() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        try {
            synchronized (switcher) {
                // 循环判断等待条件，避免虚假唤醒
                while (!switcher.getFlag()) {
                    switcher.wait(); // 释放对象锁，进入阻塞等待，不消耗CPU
                }
                switcher.setFlagToFalse();
                long duration = System.currentTimeMillis() - start;
                System.out.println("wait阻塞等待累计耗时：" + duration + "ms，标志位已重置为false");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

// 修改Switcher，设置标志位后唤醒等待线程
class Switcher implements Runnable {
    private volatile boolean flag = false;
    @Override
    public void run() {
        try {
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
        synchronized (this) {
            flag = true;
            notifyAll(); // 唤醒所有在当前对象上等待的线程
        }
    }
    public synchronized boolean getFlag() { return flag; }
    public void setFlagToFalse() {
        flag = false;
        System.out.println("当前共享标志位状态：" + flag);
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Switcher当前状态：" + flag;
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nikolay Nickolskiy