Java多線程-死鎖的出現和解決

Java多線程-死鎖

• 什麼是死鎖?

  死鎖是這樣一種情形：多個線程同時被阻塞,它們中的一個或者全部都在等待某個資源被釋放.由於線程被無限期地阻塞,因此程序不能正常運行.形象的說就是:一個寶藏需要兩把鑰匙來打開,同時間正好來了兩個人,他們一人一把鑰匙,但是雙方都再等着對方能交出鑰匙來打開寶藏,誰都沒釋放自己的那把鑰匙.就這樣這倆人一直僵持下去,直到開發人員發現這個局面.

  導致死鎖的根源在於不適當地運用“synchronized”關鍵詞來管理線程對特定對象的訪問.“synchronized”關鍵詞的作用是,確保在某個時刻只有一個線程被允許執行特定的代碼塊,因此,被允許執行的線程首先必須擁有對變量或對象的排他性訪問權.當線程訪問對象時,線程會給對象加鎖,而這個鎖導致其它也想訪問同一對象的線程被阻塞,直至第一個線程釋放它加在對象上的鎖.

  對synchronized不太瞭解的話請點擊這裏

• 舉個例子

  死鎖的產生大部分都是在你不知情的時候.我們通過一個例子來看下什麼是死鎖.

  1.synchronized嵌套.

  synchronized關鍵字可以保證多線程再訪問到synchronized修飾的方法的時候保證了同步性.就是線程A訪問到這個方法的時候線程B同時也來訪問這個方法,這時線程B將進行阻塞,等待線程A執行完纔可以去訪問.這裏就要用到synchronized所持有的同步鎖.具體來看代碼:

  //首先我們先定義兩個final的對象鎖.可以看做是共有的資源.
  final Object lockA = new Object();
  final Object lockB = new Object();
  //生產者A
  class  ProductThreadA implements Runnable{
      @Override
      public void run() {
  //這裏一定要讓線程睡一會兒來模擬處理數據 ,要不然的話死鎖的現象不會那麼的明顯.這裏就是同步語句塊裏面,首先獲得對象鎖lockA,然後執行一些代碼,隨後我們需要對象鎖lockB去執行另外一些代碼.
          synchronized (lockA){
          //這裏一個log日誌
              Log.e("CHAO","ThreadA lock  lockA");
              try {
                  Thread.sleep(2000);
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
              synchronized (lockB){
               //這裏一個log日誌
                  Log.e("CHAO","ThreadA lock  lockB");
                  try {
                      Thread.sleep(2000);
                  } catch (InterruptedException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
  
              }
          }
      }
  }
  //生產者B
  class  ProductThreadB implements Runnable{
  //我們生產的順序真好好生產者A相反,我們首先需要對象鎖lockB,然後需要對象鎖lockA.
      @Override
      public void run() {
          synchronized (lockB){
           //這裏一個log日誌
              Log.e("CHAO","ThreadB lock  lockB");
              try {
                  Thread.sleep(2000);
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
              synchronized (lockA){
               //這裏一個log日誌
                  Log.e("CHAO","ThreadB lock  lockA");
                  try {
                      Thread.sleep(2000);
                  } catch (InterruptedException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
  
              }
          }
      }
  }
  //這裏運行線程
  ProductThreadA productThreadA = new ProductThreadA();
  ProductThreadB productThreadB = new ProductThreadB();
  
      Thread threadA = new Thread(productThreadA);
      Thread threadB = new Thread(productThreadB);
      threadA.start();
      threadB.start();
  

  分析一下,當threadA開始執行run方法的時候,它會先持有對象鎖localA,然後睡眠2秒,這時候threadB也開始執行run方法,它持有的是localB對象鎖.當threadA運行到第二個同步方法的時候,發現localB的對象鎖不能使用(threadB未釋放localB鎖),threadA就停在這裏等待localB鎖.隨後threadB也執行到第二個同步方法,去訪問localA對象鎖的時候發現localA還沒有被釋放(threadA未釋放localA鎖),threadB也停在這裏等待localA鎖釋放.就這樣兩個線程都沒辦法繼續執行下去,進入死鎖的狀態. 看下運行結果:

  10-20 14:54:39.940 18162-18178/? E/CHAO: ThreadA lock  lockA
  10-20 14:54:39.940 18162-18179/? E/CHAO: ThreadB lock  lockB
  

  當不會死鎖的時候應該是打印四條log的,這裏明顯的出現了死鎖的現象.

• 死鎖出現的原因

  當我們瞭解在什麼情況下會產生死鎖,以及什麼是死鎖的時候,我們在寫代碼的時候應該儘量的去避免這個誤區.產生死鎖必須同時滿足以下四個條件,只要其中任一條件不成立,死鎖就不會發生.

  • 互斥條件：線程要求對所分配的資源進行排他性控制,即在一段時間內某 資源僅爲一個進程所佔有.此時若有其他進程請求該資源.則請求進程只能等待.

  • 不剝奪條件：進程所獲得的資源在未使用完畢之前,不能被其他進程強行奪走,即只能由獲得該資源的線程自己來釋放（只能是主動釋放).

  • 請求和保持條件：線程已經保持了至少一個資源,但又提出了新的資源請求,而該資源已被其他線程佔有,此時請求線程被阻塞,但對自己已獲得的資源保持不放.

  • 循環等待條件：存在一種線程資源的循環等待鏈,鏈中每一個線程已獲得的資源同時被鏈中下一個線程所請求。

• 死鎖的解決方法
  說實話避免死鎖還得再自己寫代碼的時候注意一下.這裏引用別人的解決方法,不過我對於這些解決方法不是太懂,講的太含糊沒有具體的實例.

源碼地址 https://github.com/WangcWj/ThreadLock/tree/master

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