并发学习笔记 (4)

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死锁 deadlock

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因竞争资源而造成的一种互相等待的现在,若无外力作用,它们都无法推进下去。

再重提下竞态条件

竞态条件(race condition),从多线程间通信的角度来讲,是指两个或多个线程共享的数据进行读或写的操作时,最终的结果取决于这些线程的执行顺序的情况。
导致竞态条件的代码是关键区域

这是一个严重的问题,因为死锁会让你的程序挂起无法完成任务,死锁的发生必须满足以下四个条件:

  • 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。

  • 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:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。

  • 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。

避免死锁的方法:

加锁顺序

当多个线程需要相同的一些锁,但是按照不同的顺序加锁,死锁就很容易发生。
如果能确保所有的线程都是按照相同的顺序获得锁,那么死锁就不会发生。

Note: 按照顺序加锁是一种有效的死锁预防机制。但是,这种方式需要你事先知道所有可能会用到的锁, 并对这些锁做适当的排序,但总有些时候是无法预知的.

加锁时限

另外一个可以避免死锁的方法是在尝试获取锁的时候加一个超时时间,这也就意味着在尝试获取锁的过程中若超过了这个时限该线程则放弃对该锁请求。若一个线程没有在给定的时限内成功获得所有需要的锁,则会进行回退并释放所有已经获得的锁,然后等待一段随机的时间再重试。这段随机的等待时间让其它线程有机会尝试获取相同的这些锁,并且让该应用在没有获得锁的时候可以继续运行.

Note: 由于存在锁的超时,所以我们不能认为这种场景就一定是出现了死锁。也可能是因为获得了锁的线程(导致其它线程超时)需要很长的时间去完成它的任务。

此外,如果有非常多的线程同一时间去竞争同一批资源,就算有超时和回退机制,还是可能会导致这些线程重复地尝试但却始终得不到锁。

这种机制存在一个问题,在 Java 中不能对 synchronized 同步块设置超时时间。你需要创建一个自定义锁

死锁检测

死锁检测是一个更好的死锁预防机制,它主要是针对那些不可能实现按序加锁并且锁超时也不可行的场景。


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