多线程之死锁

简介: 多线程之死锁


1.什么是死锁?

谈到死锁,程序猿们都心存忌惮,因为程序一旦出现死锁,就会导致线程无法继续执行后面的工作了,那么这个程序就会出现非常大的bug。而且死锁一般来说,不易发现,在开发阶段如果写出了死锁代码,那么很可能测试是测试不出来的,所以出现死锁问题还是非常不爽的。下面将详细谈谈关于死锁。

2.可重入与不可重入

一个线程针对同一个对象连续加锁两次。如果没有出现问题就是可重入的,如果出现问题了那么就是不可重入的。

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此时锁对象是this,只要有线程调用add方法,那么进入add方法的时候就会先加锁,进去之后又遇到了代码块,将再次尝试加锁。站在this(锁对象)的角度,它认为自己已经被线程占用了,这里的第二次加锁是否要阻塞等待呢?如果允许第二次加锁,那么这个锁就是可重入的;如果不允许第二次加锁,第二次加锁会发生阻塞等待,那么就是不可重入的,这个时候就发生僵持了,就发生死锁了。在java中,把synchronized设定成可重入的了。  

3.发生死锁的三个典型情况

1.一个线程针一把锁连续加锁两次。如果锁是不可重入锁,就会死锁。

2.两个线程两把锁,t1先对锁A加锁,t2先对锁B加锁,然后各自再尝试获取对方的锁,就会死锁。代码示例:

public class ThreadDemo10 {
    public static void main(String[] args) {
        Object A = new Object();
        Object B = new Object();
        Thread t1 = new Thread(()->{
            synchronized (A){
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (B){
                    System.out.println("A去拿B的锁了");
                }
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(()->{
            synchronized (B){
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (A){
                    System.out.println("B去拿A的锁了");
                }
            }
        });
    }
}

运行结果如下:(出现死锁了)

用jconsole查看线程情况:


这里很明显可以看到这两把锁互相僵持住了,出现了死锁问题。针对这样的死锁问题,也是需要借助像jconsole 这样的工具来进行定位的,看线程的状态和调用栈,就可以分析出代码是在哪里死锁了。

3.多个线程多把锁

因为由于操作系统的随机调度,多个线程对多把锁可能会随机加锁,那么就会出现第二点那样的情况,相互僵持,出现死锁。如何解决这个问题呢?可以把锁进行编号,然后对线程进行约定,默认从编号小的开始加锁,这样就可以死锁问题。然后我们将第二点的实例代码改造一下,默认都先对A加锁,再对B进行加锁,这样就不会出现死锁了。代码示例:

Thread t1 = new Thread(()->{
    synchronized (A){
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        synchronized (B){
            System.out.println("t1把A和B都拿到了");
        }
    }
});
Thread t2 = new Thread(()->{
    synchronized (A){
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        synchronized (B){
            System.out.println("t2把A和B都拿到了");
        }
    }
});

运行结果如下:

 

4.发生死锁的四个必要条件

1.互斥使用,线程1拿到了锁,线程2就得等着。(锁的基本特性)

2.不可抢占,线程1拿到锁之后,必须是线程1主动释放,不能说是线程2就把锁给强行获取到。

3.请求和保持,线程1拿到锁A之后,再尝试获取锁B,A这把锁还是保持的。(不会因为获取锁B就把A给释放了)

4.循环等待,线程1尝试获取到锁A和锁B,线程2尝试获取到锁B和锁A。线程1在获取B的时候等待线程2释放B;同时线程2在获取A的时候等待线程1释放A

5.如何破除死锁?

在上面也已经谈到了,破除死锁的办法就是给锁编号,然后指定一个固定的顺序(比如从小到大)来加锁。任意线程加多把锁的时候,都让线程遵守上述顺序,此时循环等待就自然破除了。


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