java安全编码指南之:死锁dead lock

简介: java安全编码指南之:死锁dead lock

目录



简介


java中为了保证共享数据的安全性,我们引入了锁的机制。有了锁就有可能产生死锁。


死锁的原因就是多个线程锁住了对方所需要的资源,然后现有的资源又没有释放,从而导致循环等待的情况。


通常来说如果不同的线程对加锁和释放锁的顺序不一致的话,就很有可能产生死锁。


不同的加锁顺序


我们来看一个不同加锁顺序的例子:


public class DiffLockOrder {
    private int amount;
    public DiffLockOrder(int amount){
       this.amount=amount;
    }
    public void transfer(DiffLockOrder target,int transferAmount){
        synchronized (this){
            synchronized (target){
                if(amount< transferAmount){
                    System.out.println("余额不足!");
                }else{
                    amount=amount-transferAmount;
                    target.amount=target.amount+transferAmount;
                }
            }
        }
    }
}


上面的例子中,我们模拟一个转账的过程,amount用来表示用户余额。transfer用来将当前账号的一部分金额转移到目标对象中。


为了保证在transfer的过程中,两个账户不被别人修改,我们使用了两个synchronized关键字,分别把transfer对象和目标对象进行锁定。


看起来好像没问题,但是我们没有考虑在调用的过程中,transfer的顺序是可以发送变化的:


DiffLockOrder account1 = new DiffLockOrder(1000);
        DiffLockOrder account2 = new DiffLockOrder(500);
        Runnable target1= ()->account1.transfer(account2,200);
        Runnable target2= ()->account2.transfer(account1,100);
        new Thread(target1).start();
        new Thread(target2).start();


上面的例子中,我们定义了两个account,然后两个账户互相转账,最后很有可能导致互相锁定,最后产生死锁。


使用private类变量


使用两个sync会有顺序的问题,那么有没有办法只是用一个sync就可以在所有的实例中同步呢?


有的,我们可以使用private的类变量,因为类变量是在所有实例中共享的,这样一次sync就够了:


public class LockWithPrivateStatic {
    private int amount;
    private static final Object lock = new Object();
    public LockWithPrivateStatic(int amount){
       this.amount=amount;
    }
    public void transfer(LockWithPrivateStatic target, int transferAmount){
        synchronized (lock) {
            if (amount < transferAmount) {
                System.out.println("余额不足!");
            } else {
                amount = amount - transferAmount;
                target.amount = target.amount + transferAmount;
            }
        }
    }
}


使用相同的Order


我们产生死锁的原因是无法控制上锁的顺序,如果我们能够控制上锁的顺序,是不是就不会产生死锁了呢?


带着这个思路,我们给对象再加上一个id字段:


private final long id; // 唯一ID,用来排序
    private static final AtomicLong nextID = new AtomicLong(0); // 用来生成ID
    public DiffLockWithOrder(int amount){
       this.amount=amount;
        this.id = nextID.getAndIncrement();
    }

在初始化对象的时候,我们使用static的AtomicLong类来为每个对象生成唯一的ID。


在做transfer的时候,我们先比较两个对象的ID大小,然后根据ID进行排序,最后安装顺序进行加锁。这样就能够保证顺序,从而避免死锁。


public void transfer(DiffLockWithOrder target, int transferAmount){
        DiffLockWithOrder fist, second;
        if (compareTo(target) < 0) {
            fist = this;
            second = target;
        } else {
            fist = target;
            second = this;
        }
        synchronized (fist){
            synchronized (second){
                if(amount< transferAmount){
                    System.out.println("余额不足!");
                }else{
                    amount=amount-transferAmount;
                    target.amount=target.amount+transferAmount;
                }
            }
        }
    }


释放掉已占有的锁


死锁是互相请求对方占用的锁,但是对方的锁一直没有释放,我们考虑一下,如果获取不到锁的时候,自动释放已占用的锁是不是也可以解决死锁的问题呢?


因为ReentrantLock有一个tryLock()方法,我们可以使用这个方法来判断是否能够获取到锁,获取不到就释放已占有的锁。


我们使用ReentrantLock来完成这个例子:


public class DiffLockWithReentrantLock {
    private int amount;
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    public DiffLockWithReentrantLock(int amount){
        this.amount=amount;
    }
    private void transfer(DiffLockWithReentrantLock target, int transferAmount)
            throws InterruptedException {
        while (true) {
            if (this.lock.tryLock()) {
                try {
                    if (target.lock.tryLock()) {
                        try {
                            if(amount< transferAmount){
                                System.out.println("余额不足!");
                            }else{
                                amount=amount-transferAmount;
                                target.amount=target.amount+transferAmount;
                            }
                            break;
                        } finally {
                            target.lock.unlock();
                        }
                    }
                } finally {
                    this.lock.unlock();
                }
            }
            //随机sleep一定的时间,保证可以释放掉锁
            Thread.sleep(1000+new Random(1000L).nextInt(1000));
        }
    }
}


我们把两个tryLock方法在while循环中,如果不能获取到锁就循环遍历。


本文的代码:


learn-java-base-9-to-20/tree/master/security

相关文章
|
24天前
|
Java
Java开发实现图片URL地址检验,如何编码?
【10月更文挑战第14天】Java开发实现图片URL地址检验,如何编码?
53 4
|
20天前
|
Java
Java实现随机生成某个省某个市的身份证号?如何编码?
【10月更文挑战第18天】Java实现随机生成某个省某个市的身份证号?如何编码?
73 5
|
24天前
|
Java
Java开发实现图片地址检验,如果无法找到资源则使用默认图片,如何编码?
【10月更文挑战第14天】Java开发实现图片地址检验,如果无法找到资源则使用默认图片,如何编码?
49 2
|
4天前
|
SQL 安全 Java
安全问题已经成为软件开发中不可忽视的重要议题。对于使用Java语言开发的应用程序来说,安全性更是至关重要
在当今网络环境下,Java应用的安全性至关重要。本文深入探讨了Java安全编程的最佳实践,包括代码审查、输入验证、输出编码、访问控制和加密技术等,帮助开发者构建安全可靠的应用。通过掌握相关技术和工具,开发者可以有效防范安全威胁,确保应用的安全性。
14 4
|
8天前
|
Java 开发者
在Java多线程编程的世界里,Lock接口正逐渐成为高手们的首选,取代了传统的synchronized关键字
在Java多线程编程的世界里,Lock接口正逐渐成为高手们的首选,取代了传统的synchronized关键字
34 4
|
1月前
|
存储 缓存 Java
java基础:IO流 理论与代码示例(详解、idea设置统一utf-8编码问题)
这篇文章详细介绍了Java中的IO流,包括字符与字节的概念、编码格式、File类的使用、IO流的分类和原理,以及通过代码示例展示了各种流的应用,如节点流、处理流、缓存流、转换流、对象流和随机访问文件流。同时,还探讨了IDEA中设置项目编码格式的方法,以及如何处理序列化和反序列化问题。
66 1
java基础:IO流 理论与代码示例(详解、idea设置统一utf-8编码问题)
|
1月前
|
Java 开发者
在 Java 多线程编程中,Lock 接口正逐渐取代传统的 `synchronized` 关键字,成为高手们的首选
【10月更文挑战第6天】在 Java 多线程编程中,Lock 接口正逐渐取代传统的 `synchronized` 关键字,成为高手们的首选。相比 `synchronized`,Lock 提供了更灵活强大的线程同步机制,包括可中断等待、超时等待、重入锁及读写锁等高级特性,极大提升了多线程应用的性能和可靠性。通过示例对比,可以看出 Lock 接口通过 `lock()` 和 `unlock()` 明确管理锁的获取和释放,避免死锁风险,并支持公平锁选择和条件变量,使其在高并发场景下更具优势。掌握 Lock 接口将助力开发者构建更高效、可靠的多线程应用。
24 2
|
1月前
|
安全 Java 编译器
Java 泛型深入解析:类型安全与灵活性的平衡
Java 泛型通过参数化类型实现了代码重用和类型安全,提升了代码的可读性和灵活性。本文深入探讨了泛型的基本原理、常见用法及局限性,包括泛型类、方法和接口的使用,以及上界和下界通配符等高级特性。通过理解和运用这些技巧,开发者可以编写更健壮和通用的代码。
|
2月前
|
安全 Java API
java安全特性
java安全特性
28 8
|
2月前
|
存储 移动开发 Java
java核心之字符串与编码
java核心之字符串与编码
20 2