1. 认识线程死锁
线程死锁描述的是这样⼀种情况:多个线程同时被阻塞,它们中的⼀个或者全部都在等待某个资
源被释放。由于线程被⽆限期地阻塞,因此程序不可能正常终⽌。
如下图所示,线程 A 持有资源 2,线程 B 持有资源 1,他们同时都想申请对⽅的资源,所以这两个线程就会互相等待⽽进⼊死锁状态。
下⾯通过⼀个例⼦来说明线程死锁,代码模拟了上图的死锁的情况(代码来源于《并发编程之美》):
public class DeadLockDemo {
private static Object resource1 = new Object(); //资源 1
private static Object resource2 = new Object(); //资源 2
public static void main(String[] args) {
new Thread(() - > {
synchronized(resource1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get
resource2 ");
synchronized(resource2) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get
resource2 ");
}
}
}, "线程 1").start();
new Thread(() - > {
synchronized(resource2) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get
resource1 ");
synchronized(resource1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get
resource1 ");
}
}
}, "线程 2").start();
}
}
输出:
Thread[线程 1,5,main]get resource1
Thread[线程 2,5,main]get resource2
Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 2,5,main]waiting get resource1
线程 A 通过synchronized(resource1)
获得 resource1 的监视器锁,然后通过Thread.sleep(1000)
让线程 A 休眠 1s 为的是让线程 B 得到执⾏然后获取到 resource2 的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束了都开始企图请求获取对⽅的资源,然后这两个线程就会陷⼊互相等待的状态,这也就产⽣了死锁。上⾯的例⼦符合产⽣死锁的四个必要条件。
学过操作系统的朋友都知道产⽣死锁必须具备以下四个条件:
- 互斥条件:该资源任意⼀个时刻只由⼀个线程占⽤。
- 请求与保持条件:⼀个进程因请求资源⽽阻塞时,对已获得的资源保持不放。
- 不剥夺条件:线程已获得的资源在末使⽤完之前不能被其他线程强⾏剥夺,只有⾃⼰使⽤完毕后才释放资源。
- 循环等待条件:若⼲进程之间形成⼀种头尾相接的循环等待资源关系。
2. 如何避免线程死锁?
我上⾯说了产⽣死锁的四个必要条件,为了避免死锁,我们只要破坏产⽣死锁的四个条件中的其中⼀个就可以了。现在我们来挨个分析⼀下:
- 破坏互斥条件:这个条件我们没有办法破坏,因为我们⽤锁本来就是想让他们互斥的(临界资源需要互斥访问)。
- 破坏请求与保持条件:⼀次性申请所有的资源。
- 破坏不剥夺条件:占⽤部分资源的线程进⼀步申请其他资源时,如果申请不到,可以主动释放它占有的资源。
- 破坏循环等待条件:靠按序申请资源来预防。按某⼀顺序申请资源,释放资源则反序释放。破坏循环等待条件。
我们对线程 2 的代码修改成下⾯这样就不会产⽣死锁了。
new Thread(() - > {
synchronized(resource1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get
resource2 ");
synchronized(resource2) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get
resource2 ");
}
}
}, "线程 2").start();
输出:
Thread[线程 1,5,main]get resource1
Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 1,5,main]get resource2
Thread[线程 2,5,main]get resource1
Thread[线程 2,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 2,5,main]get resource2
Process finished with exit code 0
我们分析⼀下上⾯的代码为什么避免了死锁的发⽣?
线程 1 ⾸先获得到 resource1 的监视器锁,这时候线程 2 就获取不到了。然后线程 1 再去获取 resource2 的监视器锁,可以获取到。然后线程 1 释放了对 resource1、resource2 的监视器锁的占⽤,线程 2 获取到就可以执⾏了。这样就破坏了破坏循环等待条件,因此避免了死锁。
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