【JavaEE】——多重锁,死锁问题和解决思路

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目录

一:加锁的"可重入性"

1:问题引入

2:问题分析

3:可重入性

(1)解释

(2)应用举例

4:内层机制分析

二:死锁

1:情景一

(1)代码解析

2:情景二------N个线程M把锁(进阶)

(1)举例:哲学家吃面条问题

(2)极端情况

(3)产生死锁的四个必要条件

①互斥性

②不可抢占性

③保持性

④循环等待

三:解锁

1:解锁思路

2:指定加锁顺序


引入:通过上一篇文章的学习,我们针对线程安全问题,简单认识了synchronized关键字,给操作"打包",避免了一些多线程会出现的bug,通过本章学习我们将更进一步的学习Synchronized

一:加锁的"可重入性"

1:问题引入

我们给Thread线程,加两道锁,提问:hello能顺利打印出来吗

java 复制代码
public class ThreadDemon24 {
    public static void main(String[] args) {
        Object locker = new Object();
        Thread t1 = new Thread(()->{
            synchronized(locker){
                synchronized(locker){
                    System.out.println("hello");
                }
            }
        });
        t1.start();
    }
}

2:问题分析

问:2已经加锁了,1再尝试加锁,不会出现"阻塞"情况吗?觉得会阻塞的扣1,不会阻塞的扣2~~

恭喜扣2的同学。由于是同一个线程,代码走到1时第一次加锁,走到2时,被加锁的对象locker知道第二次加锁是同一个线程(友军),所以就放行了,不会"阻塞"。

3:可重入性

(1)解释

"可重入性"就是在加锁机制中,同一个对象在同一个线程下第一次加完锁之后,再次遇到该线程下的对该对象的加锁,此时第二次加锁操作就会直接对该对象放行。就不会出现"阻塞"和"死锁"的情况。

(2)应用举例

我们平时写的代码,由于复杂的层层调用,无意中写出了双重加锁(锁重复)的情况,此时加锁的"可重复性"机制就能很好的解决这个问题。

4:内层机制分析

对于"可重入锁"机制来说,内部有两个信息

①当前"锁"是被哪个线程所持有的

②加锁次数的计数器

最外层的 { 这种括号负责加锁

最外层的 } 这种括号负责解锁

注:锁状态是没法直接查看的,我们只能通过jconsole来查看线程的状态,比如:BLOCKED

二:死锁

1:情景一

java 复制代码
package thread;

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: Hua YY
 * Date: 2024-09-22
 * Time: 10:32
 */
public class ThreadDemon25 {
    public static void main(String[] args) {
        Object A = new Object();
        Object B = new Object();
        Thread t1 = new Thread(()->{
            synchronized(A){
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                synchronized(B){
                    System.out.println("尝试获取B锁");
                }

            }
        });

        Thread t2 = new Thread(()->{
            synchronized(B){
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                synchronized(A){
                    System.out.println("尝试获取A锁");
                }
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

(1)代码解析

通过 上面的代码结果的分析,t1和t2线程堵塞了,即t1想要获取B这个对象加锁,但是B已经被t2给锁上了,t2想要获取A这个对象,但是A已经被t1给锁上了。

2:情景二------N个线程M把锁(进阶)

(1)举例:哲学家吃面条问题

(五个滑稽老铁相当于五个线程,五根筷子相当于五把锁)有五个滑稽老铁一起吃面条,每个滑稽间放了一根筷子,比如一号滑稽老铁想要吃面条,就必须同时拿起1、5两根筷子,滑稽老铁吃面条的时候,其它人不能硬抢筷子。

滑稽老铁除了吃面条,就是放下筷子思考人生(线程不工作),由于每位哲学家什么时候吃面条,什么时候思考人生是不确定的(线程的随机调度),所以大部分情况下,筷子是够用的。

(2)极端情况

所有人都想吃面条,同时拿起左手边的筷子,此时想拿右手边的筷子时就g了(没人吃到面,也没人释放筷子,这就成了一个死锁了)

(3)产生死锁的四个必要条件

①互斥性

获取锁的过程是互斥的,一把锁只能被一个线程获取,另一个线程想要获取同一把锁就必须阻塞等待

②不可抢占性

一个线程拿到了锁,除非这个线程主动解锁,否则不会被别的线程强行把锁给抢走

③保持性

一个线程想获取第二把锁,那么第一把锁依旧还是存在的,不会消失

④循环等待

三:解锁

1:解锁思路

只要破坏掉上述产生死锁的四个必要条件中的随便一个,我们就能解锁了

但是①②点都是锁的最基本特性,不好破坏,③得具体情况具体分析,④破坏这种循坏的代码结构是最容易的。

2:指定加锁顺序

针对五把锁进行编号,五个滑稽老铁进行编号,指定一定的规则:先获取编号小的锁,在获取编号大的锁,这样就避免循环等待,避免了死锁。

当然这里还有很多别的方法就不一一赘述了~~

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