[] 什么是死锁?
死锁(Deadlock)是多线程编程中的一种情况,当两个或多个线程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种僵局。当发生死锁时,因为线程都在等待其他线程释放资源,但没有一个线程能够继续执行,导致程序无法继续运行。
死锁通常由以下四个必要条件同时发生而引起:
1. 互斥条件:每个线程至少持有一个排他资源,即其他线程无法访问该资源。
2. 占有和等待条件:线程至少各自占有一个资源,并且等待获取其他线程所占有的资源。
3. 不可抢占条件:线程所占有的资源只能由该线程自愿释放,其他线程无法强行夺取。
4. 循环等待条件:存在一个线程等待队列,使得每个线程都在等待下一个线程所占有的资源。
当这四个条件同时满足时,就可能发生死锁。
死锁的解决策略:
1. 避免死锁:通过改变程序逻辑,打破上述死锁的四个条件之一,可以避免死锁的发生。
2. 检测死锁:在系统运行时,通过算法检测死锁的发生,并采取相应措施。
3. 预防死锁:通过资源分配策略的设计,避免死锁条件的出现。
4. 解除死锁:当检测到死锁时,通过终止线程或回滚事务等手段,强制解除死锁。
避免死锁的常见方法:
- 资源一次性分配:确保线程能够一次性请求所有需要的资源,从而避免线程在运行过程中因等待资源而陷入僵局。
- 按顺序分配资源:为系统中的所有资源分配一个唯一的顺序,并要求每个线程按照固定的顺序请求资源。
- 使用锁超时机制:在请求资源时设置超时时间,如果超时则释放已占有的资源,并重新尝试。
- 使用死锁检测工具:利用操作系统或Java平台提供的工具检测死锁。
在Java中,可以使用多种同步机制来避免死锁,如使用Lock接口和显式锁,或者使用java.util.concurrent包中的线程安全数据结构。合理设计资源的分配和锁定机制,可以有效降低死锁发生的风险。
[] 什么是线程池?
线程池是一种执行器(Executor),用于在一个后台线程中执行任务。线程池的主要目的是减少在创建和销毁线程时所产生的性能开销。通过重用已经创建的线程来执行新的任务,线程池提高了程序的响应速度,并且提供了更好的系统资源管理。
线程池的核心组件和概念包括:
1. 线程池管理器:负责创建、管理线程,以及分配任务到线程。
2. 工作线程:线程池中的线程,用于执行任务。
3. 任务队列:用于存放待执行的任务,通常是一个阻塞队列(BlockingQueue)。
4. 线程工厂:用于创建新线程,可以自定义线程参数,如线程名称、线程优先级等。
5. 拒绝策略:当任务太多,无法被线程池及时处理时,采取的策略。Java提供了四种拒绝策略:
- AbortPolicy:抛出RuntimeException。
- CallerRunsPolicy:调用者所在的线程执行任务。
- DiscardPolicy:默默地丢弃无法处理的任务。
- DiscardOldestPolicy:丢弃队列最前面的任务,并尝试再次提交任务。
线程池的主要参数包括:
- 核心线程数(corePoolSize):线程池中始终保持的线程数量,即使它们处于空闲状态。
- 最大线程数(maximumPoolSize):线程池中允许的最大线程数量。
- 工作队列(workQueue):用于存放待执行任务的阻塞队列。
- 线程存活时间(keepAliveTime):非核心线程空闲时在终止前等待新任务的最长时间。
- 时间单位(unit):与线程存活时间相关的时间单位。
- 线程工厂(threadFactory):用于创建新线程的工厂。
- 拒绝策略(handler):当任务太多时,无法处理额外任务时使用的策略。
在Java中,线程池可以通过java.util.concurrent包中的ThreadPoolExecutor类或Executors类来创建和管理。
使用线程池的好处包括:
- 资源复用:线程池的线程可以在执行完一个任务后,再从队列中获取另一个任务,从而提高线程的利用率。
- 控制最大并发数:线程池可以控制最大的线程数量,避免因大量线程竞争资源导致系统过载。
- 提高响应速度:线程池中的线程是时刻待命的,可以快速响应任务的请求。
- 提高线程的可管理性:线程池提供了线程的创建、管理、调优、监控等能力。
正确配置和管理线程池对于确保应用程序的性能和稳定性至关重要。