(十四)java多线程之死锁以及解决方案

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引言

多线程如果设计的不合理的话,很可能就会出现死锁.当两个或者多个线程同事想要去获取共享资源的锁时,但每个线程都要等其他线程把他们各自的锁给释放,才能继续运行,这就是死锁.出现死锁必须具备以下几点

• 要有两个或两个以上的线程

• 至少有两个共享资源的锁

• 至少存在两个线程各自拥有一个锁

• 现在这两个线程在等待获取彼此的锁,这就出现死锁了

比如Thread1

synchronized(A){
    //Thread1 执行到这里
    synchronized(B){
    ...
    }
}

Thread2

synchronized(B){
    //Thread2 执行到这里
    synchronized(A){
    ...
    }
}

以上这种情况就是死锁,如果是两个线程出现死锁,问题可能还比较好找.更复杂是有多个线程,比如线程n各自拥有锁n,然后线程1到线程n-1,正在请求获取锁n+1,而线程n正在请求获取锁1,这样也或出现死锁,而且还更难被发现.

例子

我们要看一个例子

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Object bigGate = new Object();
        Object smallGate = new Object();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                synchronized (bigGate){
                    System.out.println(name + ":我把大门给锁了...然后我休息一下...");
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(name + ":我现在要进入小门.....");
                    synchronized (smallGate){
                        System.out.println(name + ":我永远都进不来啊.....");
                    }

                }
            }
        },"小明").start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                synchronized (smallGate){
                    System.out.println(name + ":我把小门给锁了...然后我休息一下...");
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(name + ":我现在要进入大门.....");
                    synchronized (bigGate){
                        System.out.println(name + ":我永远都进不来啊.....");
                    }

                }
            }
        },"小红").start();
    }
}

运行结果

小明我把大门给锁了...然后我休息一下...
小红我把小门给锁了...然后我休息一下...
小明:我现在要进入小门.....
小红:我现在要进入大门.....
//然后程序到这里就一直不动了.....

解决办法

• 锁的顺序,让两个线程获取锁的顺序是一直,则不会出现死锁

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Object bigGate = new Object();
        Object smallGate = new Object();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                synchronized (bigGate){
                    System.out.println(name + ":我把大门给锁了...然后我休息一下...");
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(name + ":我现在要进入小门.....");
                    synchronized (smallGate){
                        System.out.println(name + ":我终于进来了.....");
                    }

                }
            }
        },"小明").start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                synchronized (bigGate){
                    System.out.println(name + ":我把大门给锁了...然后我休息一下...");
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(name + ":我现在要进入小门.....");
                    synchronized (smallGate){
                        System.out.println(name + ":我终于进来了.....");
                    }

                }
            }
        },"小红").start();
    }
}

运行结果:

小明:我把大门给锁了...然后我休息一下...
小明:我现在要进入小门.....
小明:我终于进来了.....
小红:我把大门给锁了...然后我休息一下...
小红:我现在要进入小门.....
小红:我终于进来了.....

• 在获取锁的时候加超时时间,这里我们用之前学的Lock来做例子

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Lock bigGate = new ReentrantLock();
        Lock smallGate = new ReentrantLock();
        Random random = new Random();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                bigGate.lock();
                try {
                    System.out.println(name + ":我把大门给锁了...然后我休息一下...");
                    Thread.sleep(100);
                    System.out.println(name + ":我现在要进入小门.....");
                    if(smallGate.tryLock(random.nextInt(500), TimeUnit.MILLISECONDS)){
                        try {
                            System.out.println(name + ":我终于进来了.....");
                        }finally {
                            smallGate.unlock();
                        }
                    }else{
                        System.out.println(name + ":我进不去小门,算了,不进了...");
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    bigGate.unlock();
                }
            }
        },"小明").start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                String name = Thread.currentThread().getName();
                smallGate.lock();
                try {
                    System.out.println(name + ":我把小门给锁了...然后我休息一下...");
                    Thread.sleep(100);
                    System.out.println(name + ":我现在要进入大门.....");
                    if(bigGate.tryLock(random.nextInt(500), TimeUnit.MILLISECONDS)){
                        try {
                            System.out.println(name + ":我终于进来了.....");
                        }finally {
                            bigGate.unlock();
                        }
                    }else{
                        System.out.println(name + ":我进不去大门,算了,不进了...");
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    smallGate.unlock();
                }
            }
        },"小红").start();
    }
}

运行结果:

小明:我把大门给锁了...然后我休息一下...
小红:我把小门给锁了...然后我休息一下...
小明:我现在要进入小门.....
小红:我现在要进入大门.....
小红:我进不去大门,算了,不进了...
小明:我终于进来了.....

这样也可以保证不会出现死锁.

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