前言

只有光頭才能變強

回顧前面：

• ThreadLocal就是這么簡單
• 多線程三分鐘就可以入個門了！
• 多線程基礎必要知識點！看了學習多線程事半功倍
• Java鎖機制了解一下
• AQS簡簡單單過一遍
• Lock鎖子類了解一下
• 線程池你真不來了解一下嗎？

本篇主要是講解死鎖，這是我在多線程的最后一篇了。主要將多線程的基礎過一遍，以后有機會再繼續深入！

死鎖是在多線程中也是比較重要的知識點了！

那么接下來就開始吧，如果文章有錯誤的地方請大家多多包涵，不吝在評論區指正哦~

聲明：本文使用JDK1.8

一、死鎖講解

在Java中使用多線程，就會有可能導致死鎖問題。死鎖會讓程序一直卡住，不再程序往下執行。我們只能通過中止并重啟的方式來讓程序重新執行。

• 這是我們非常不愿意看到的一種現象，我們要盡可能避免死鎖的情況發生！

造成死鎖的原因可以概括成三句話：

• 當前線程擁有其他線程需要的資源
• 當前線程等待其他線程已擁有的資源
• 都不放棄自己擁有的資源

1.1鎖順序死鎖

首先我們來看一下最簡單的死鎖(鎖順序死鎖)是怎么樣發生的：

public class LeftRightDeadlock {private final Object left = new Object();private final Object right = new Object();public void leftRight() {// 得到left鎖synchronized (left) {// 得到right鎖synchronized (right) {doSomething();}}}public void rightLeft() {// 得到right鎖synchronized (right) {// 得到left鎖synchronized (left) {doSomethingElse();}}} } 復制代碼

我們的線程是交錯執行的，那么就很有可能出現以下的情況：

• 線程A調用leftRight()方法，得到left鎖
• 同時線程B調用rightLeft()方法，得到right鎖
• 線程A和線程B都繼續執行，此時線程A需要right鎖才能繼續往下執行。此時線程B需要left鎖才能繼續往下執行。
• 但是：線程A的left鎖并沒有釋放，線程B的right鎖也沒有釋放。
• 所以他們都只能等待，而這種等待是無期限的-->永久等待-->死鎖

1.2動態鎖順序死鎖

我們看一下下面的例子，你認為會發生死鎖嗎？

// 轉賬public static void transferMoney(Account fromAccount,Account toAccount,DollarAmount amount)throws InsufficientFundsException {// 鎖定匯賬賬戶synchronized (fromAccount) {// 鎖定來賬賬戶synchronized (toAccount) {// 判余額是否大于0if (fromAccount.getBalance().compareTo(amount) < 0) {throw new InsufficientFundsException();} else {// 匯賬賬戶減錢fromAccount.debit(amount);// 來賬賬戶增錢toAccount.credit(amount);}}}} 復制代碼

上面的代碼看起來是沒有問題的：鎖定兩個賬戶來判斷余額是否充足才進行轉賬！

但是，同樣有可能會發生死鎖：

• 如果兩個線程同時調用transferMoney()
• 線程A從X賬戶向Y賬戶轉賬
• 線程B從賬戶Y向賬戶X轉賬
• 那么就會發生死鎖。

A:transferMoney(myAccount,yourAccount,10);B:transferMoney(yourAccount,myAccount,20);復制代碼

1.3協作對象之間發生死鎖

我們來看一下下面的例子：

public class CooperatingDeadlock {// Warning: deadlock-prone!class Taxi {@GuardedBy("this") private Point location, destination;private final Dispatcher dispatcher;public Taxi(Dispatcher dispatcher) {this.dispatcher = dispatcher;}public synchronized Point getLocation() {return location;}// setLocation 需要Taxi內置鎖public synchronized void setLocation(Point location) {this.location = location;if (location.equals(destination))// 調用notifyAvailable()需要Dispatcher內置鎖dispatcher.notifyAvailable(this);}public synchronized Point getDestination() {return destination;}public synchronized void setDestination(Point destination) {this.destination = destination;}}class Dispatcher {@GuardedBy("this") private final Set<Taxi> taxis;@GuardedBy("this") private final Set<Taxi> availableTaxis;public Dispatcher() {taxis = new HashSet<Taxi>();availableTaxis = new HashSet<Taxi>();}public synchronized void notifyAvailable(Taxi taxi) {availableTaxis.add(taxi);}// 調用getImage()需要Dispatcher內置鎖public synchronized Image getImage() {Image image = new Image();for (Taxi t : taxis)// 調用getLocation()需要Taxi內置鎖image.drawMarker(t.getLocation());return image;}}class Image {public void drawMarker(Point p) {}} } 復制代碼

上面的getImage()和setLocation(Point location)都需要獲取兩個鎖的

• 并且在操作途中是沒有釋放鎖的

這就是隱式獲取兩個鎖(對象之間協作)..

這種方式也很容易就造成死鎖.....

二、避免死鎖的方法

避免死鎖可以概括成三種方法：

• 固定加鎖的順序(針對鎖順序死鎖)
• 開放調用(針對對象之間協作造成的死鎖)
• 使用定時鎖-->tryLock()
  • 如果等待獲取鎖時間超時，則拋出異常而不是一直等待！

2.1固定鎖順序避免死鎖

上面transferMoney()發生死鎖的原因是因為加鎖順序不一致而出現的~

• 正如書上所說的：如果所有線程以固定的順序來獲得鎖，那么程序中就不會出現鎖順序死鎖問題！

那么上面的例子我們就可以改造成這樣子：

public class InduceLockOrder {// 額外的鎖、避免兩個對象hash值相等的情況(即使很少)private static final Object tieLock = new Object();public void transferMoney(final Account fromAcct,final Account toAcct,final DollarAmount amount)throws InsufficientFundsException {class Helper {public void transfer() throws InsufficientFundsException {if (fromAcct.getBalance().compareTo(amount) < 0)throw new InsufficientFundsException();else {fromAcct.debit(amount);toAcct.credit(amount);}}}// 得到鎖的hash值int fromHash = System.identityHashCode(fromAcct);int toHash = System.identityHashCode(toAcct);// 根據hash值來上鎖if (fromHash < toHash) {synchronized (fromAcct) {synchronized (toAcct) {new Helper().transfer();}}} else if (fromHash > toHash) {// 根據hash值來上鎖synchronized (toAcct) {synchronized (fromAcct) {new Helper().transfer();}}} else {// 額外的鎖、避免兩個對象hash值相等的情況(即使很少)synchronized (tieLock) {synchronized (fromAcct) {synchronized (toAcct) {new Helper().transfer();}}}}} } 復制代碼

得到對應的hash值來固定加鎖的順序，這樣我們就不會發生死鎖的問題了！

2.2開放調用避免死鎖

在協作對象之間發生死鎖的例子中，主要是因為在調用某個方法時就需要持有鎖，并且在方法內部也調用了其他帶鎖的方法！

• 如果在調用某個方法時不需要持有鎖，那么這種調用被稱為開放調用！

我們可以這樣來改造：

• 同步代碼塊最好僅被用于保護那些涉及共享狀態的操作！

class CooperatingNoDeadlock {@ThreadSafeclass Taxi {@GuardedBy("this") private Point location, destination;private final Dispatcher dispatcher;public Taxi(Dispatcher dispatcher) {this.dispatcher = dispatcher;}public synchronized Point getLocation() {return location;}public synchronized void setLocation(Point location) {boolean reachedDestination;// 加Taxi內置鎖synchronized (this) {this.location = location;reachedDestination = location.equals(destination);}// 執行同步代碼塊后完畢，釋放鎖if (reachedDestination)// 加Dispatcher內置鎖dispatcher.notifyAvailable(this);}public synchronized Point getDestination() {return destination;}public synchronized void setDestination(Point destination) {this.destination = destination;}}@ThreadSafeclass Dispatcher {@GuardedBy("this") private final Set<Taxi> taxis;@GuardedBy("this") private final Set<Taxi> availableTaxis;public Dispatcher() {taxis = new HashSet<Taxi>();availableTaxis = new HashSet<Taxi>();}public synchronized void notifyAvailable(Taxi taxi) {availableTaxis.add(taxi);}public Image getImage() {Set<Taxi> copy;// Dispatcher內置鎖synchronized (this) {copy = new HashSet<Taxi>(taxis);}// 執行同步代碼塊后完畢，釋放鎖Image image = new Image();for (Taxi t : copy)// 加Taix內置鎖image.drawMarker(t.getLocation());return image;}}class Image {public void drawMarker(Point p) {}}}復制代碼

使用開放調用是非常好的一種方式，應該盡量使用它~

2.3使用定時鎖

使用顯式Lock鎖，在獲取鎖時使用tryLock()方法。當等待超過時限的時候，tryLock()不會一直等待，而是返回錯誤信息。

使用tryLock()能夠有效避免死鎖問題~~

2.4死鎖檢測

雖然造成死鎖的原因是因為我們設計得不夠好，但是可能寫代碼的時候不知道哪里發生了死鎖。

JDK提供了兩種方式來給我們檢測：

• JconsoleJDK自帶的圖形化界面工具，使用JDK給我們的的工具JConsole
• Jstack是JDK自帶的命令行工具，主要用于線程Dump分析。

具體可參考：

• www.cnblogs.com/flyingeagle…

三、總結

發生死鎖的原因主要由于：

• 線程之間交錯執行
  • 解決：以固定的順序加鎖
• 執行某方法時就需要持有鎖，且不釋放
  • 解決：縮減同步代碼塊范圍，最好僅操作共享變量時才加鎖
• 永久等待
  • 解決：使用tryLock()定時鎖，超過時限則返回錯誤信息

在操作系統層面上看待死鎖問題(這是我之前做的筆記、很淺顯)：

• 操作系統第五篇【死鎖】

參考資料：

• 《Java核心技術卷一》
• 《Java并發編程實戰》
• 《計算機操作系統 湯小丹》

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文章的目錄導航：

• zhongfucheng.bitcron.com/post/shou-j…

總結

以上是生活随笔為你收集整理的多线程之死锁就是这么简单的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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