Java并发编程-阶段性总结：活跃性问题

并发编程有 3 道关卡，分别是：安全性问题、活跃性问题、性能问题，如果三关全过，也就掌握并发编程这门高阶技能。

今天，我们就来过第二关：解决活跃性问题。

活跃性问题

所谓活跃性问题，是指程序没法执行下去。

比如说，公司有一个转账的业务，你已经实现了线程安全，解决了安全性问题，并发再高也不出错。那这样是不是完全没问题了呢？

当然不是，程序还会出现活跃性问题，包括：死锁、饥饿、活锁。

其中，活锁是难度最低的一个问题，解决起来非常容易。而且，即使你不解决，活锁也很可能自动解开，完全不用担心。当然，如果你对活锁感兴趣，可以看这篇文章：Java并发编程-活锁：它是那种很少见，又没啥危险的Bug，这里就不多说了，我们得抓重点。

死锁、饥饿是活跃性问题的关键，只要有办法解决这两个问题，就能打通第二关了。

死锁

死锁，是指两个以上的线程在执行的时候，因为竞争资源造成互相等待，从而进入“永久”阻塞的状态。这听起来有点拗口，我们还是直接看代码：

class Account {
    // 余额
    private Integer balance;

    // 转账
    void transfer(Account target, Integer amt) {
        synchronized (this) {
            synchronized (target) {
                if (this.balance > amt) {
                    this.balance -= amt;
                    target.balance += amt;
                }
            }
        }
    }
}

上面是一段转账的代码，假设现在同时有两笔交易，账户A转账户B，账户B转账户A，这就有了线程一、线程二。那么，问题来了，线程一锁定了账户A，线程二锁定了账户B，它们都需要对方的资源才能执行，可资源已经被锁定了，只有执行完程序才能释放。

这样一来，线程一、线程二都只能死死等着，永远没法执行。这就是经典的死锁问题，你可以看下面的图：

在这副图中，两个线程形成一个完美的闭环，根本没法出去。你可以看下这篇文章：Java并发编程-死锁（上），里面从头到尾，写了死锁产生的过程。

既然如此，死锁问题该怎么解决呢？除了重启应用外，死锁没法解决，唯一可行的办法是：规避死锁，不让死锁出现。至于怎么规避，你可以看这篇文章：Java并发编程-死锁（下），里面有规避死锁的思路。

饥饿

饥饿，就是线程拿不到需要的资源，一直没法执行。比如说，下面这段代码：

class Account {
    // 余额
    private Integer balance;

    // 转账
    void transfer(Account target, Integer amt) {
        synchronized (Account.class) {
            // 本系统操作：修改余额，花费 0.01 秒
            if (this.balance > amt) {
                this.balance -= amt;
                target.balance += amt;
            }
            // 调用外部系统：转账，花费 5 秒
            payService.transfer(this, target, amt);
        }
    }
}

这是一段转账的代码，我们如果想要执行转账，那么必须锁定 Account.class。然而，Account.class 由 Java 虚拟机创建，只有一个。这就意味着，所有的转账交易都是串行的，只能一笔一笔的处理，效率极低。

此外，payService.transfer(this, target, amt) 这行代码实在是浪费时间，无论电脑配置多好，速度也完全没法提升。

最致命的是，完成时间没法确定。synchronized 是非公平锁，处理顺序是随机的，可能等待时间短的交易反而先处理，等待时间长的一直不处理。

这就导致，一旦业务量大了，公司的投诉电话很可能被打爆。不过，幸运的是，虽然转账很慢，但程序本身没有问题，只是资源太少，一直没机会运行。

那么，该怎么解决饥饿问题呢？

你可以看看这篇文章：Java并发编程-饥饿，里面讲到了缓解饥饿的三个思路。

写在最后

并发编程有 3 个关卡：安全性问题、活跃性问题、性能问题，我们今天过的是第二关：活跃性问题。

从这一关开始，我们要特别注意：死锁、饥饿。你可以回顾一下这些文章：Java并发编程-死锁（上）、Java并发编程-死锁（下）、Java并发编程-饥饿。