Java 實(shí)例 - 死鎖及解決方法

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死鎖是這樣一種情形：多個(gè)線程同時(shí)被阻塞，它們中的一個(gè)或者全部都在等待某個(gè)資源被釋放。由于線程被無限期地阻塞，因此程序不可能正常終止。

java 死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件：

  • 1、互斥使用，即當(dāng)資源被一個(gè)線程使用(占有)時(shí)，別的線程不能使用
  • 2、不可搶占，資源請(qǐng)求者不能強(qiáng)制從資源占有者手中奪取資源，資源只能由資源占有者主動(dòng)釋放。
  • 3、請(qǐng)求和保持，即當(dāng)資源請(qǐng)求者在請(qǐng)求其他的資源的同時(shí)保持對(duì)原有資源的占有。
  • 4、循環(huán)等待，即存在一個(gè)等待隊(duì)列：P1占有P2的資源，P2占有P3的資源，P3占有P1的資源。這樣就形成了一個(gè)等待環(huán)路。

當(dāng)上述四個(gè)條件都成立的時(shí)候，便形成死鎖。當(dāng)然，死鎖的情況下如果打破上述任何一個(gè)條件，便可讓死鎖消失。下面用java代碼來模擬一下死鎖的產(chǎn)生。

解決死鎖問題的方法是：一種是用synchronized，一種是用Lock顯式鎖實(shí)現(xiàn)。

而如果不恰當(dāng)?shù)氖褂昧随i，且出現(xiàn)同時(shí)要鎖多個(gè)對(duì)象時(shí)，會(huì)出現(xiàn)死鎖情況，如下：

/*
 author by w3cschool.cn
 LockTest.java
 */

import java.util.Date;

public class LockTest {
   public static String obj1 = "obj1";
   public static String obj2 = "obj2";
   public static void main(String[] args) {
      LockA la = new LockA();
      new Thread(la).start();
      LockB lb = new LockB();
      new Thread(lb).start();
   }
}
class LockA implements Runnable{
   public void run() {
      try {
         System.out.println(new Date().toString() + " LockA 開始執(zhí)行");
         while(true){
            synchronized (LockTest.obj1) {
               System.out.println(new Date().toString() + " LockA 鎖住 obj1");
               Thread.sleep(3000); // 此處等待是給B能鎖住機(jī)會(huì)
               synchronized (LockTest.obj2) {
                  System.out.println(new Date().toString() + " LockA 鎖住 obj2");
                  Thread.sleep(60 * 1000); // 為測試，占用了就不放
               }
            }
         }
      } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}
class LockB implements Runnable{
   public void run() {
      try {
         System.out.println(new Date().toString() + " LockB 開始執(zhí)行");
         while(true){
            synchronized (LockTest.obj2) {
               System.out.println(new Date().toString() + " LockB 鎖住 obj2");
               Thread.sleep(3000); // 此處等待是給A能鎖住機(jī)會(huì)
               synchronized (LockTest.obj1) {
                  System.out.println(new Date().toString() + " LockB 鎖住 obj1");
                  Thread.sleep(60 * 1000); // 為測試，占用了就不放
               }
            }
         }
      } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

以上代碼運(yùn)行輸出結(jié)果為：

Tue May 05 10:51:06 CST 2015 LockB 開始執(zhí)行
Tue May 05 10:51:06 CST 2015 LockA 開始執(zhí)行
Tue May 05 10:51:06 CST 2015 LockB 鎖住 obj2
Tue May 05 10:51:06 CST 2015 LockA 鎖住 obj1

此時(shí)死鎖產(chǎn)生。

為了解決這個(gè)問題，我們不使用顯示的去鎖，我們用信號(hào)量去控制。

信號(hào)量可以控制資源能被多少線程訪問，這里我們指定只能被一個(gè)線程訪問，就做到了類似鎖住。而信號(hào)量可以指定去獲取的超時(shí)時(shí)間，我們可以根據(jù)這個(gè)超時(shí)時(shí)間，去做一個(gè)額外處理。

對(duì)于無法成功獲取的情況，一般就是重復(fù)嘗試，或指定嘗試的次數(shù)，也可以馬上退出。

來看下如下代碼： 

/*
 author by w3cschool.cn
 UnLockTest.java
 */

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class UnLockTest {
   public static String obj1 = "obj1";
   public static final Semaphore a1 = new Semaphore(1);
   public static String obj2 = "obj2";
   public static final Semaphore a2 = new Semaphore(1);

   public static void main(String[] args) {
      LockAa la = new LockAa();
      new Thread(la).start();
      LockBb lb = new LockBb();
      new Thread(lb).start();
   }
}
class LockAa implements Runnable {
   public void run() {
      try {
         System.out.println(new Date().toString() + " LockA 開始執(zhí)行");
         while (true) {
            if (UnLockTest.a1.tryAcquire(1, TimeUnit.SECONDS)) {
               System.out.println(new Date().toString() + " LockA 鎖住 obj1");
               if (UnLockTest.a2.tryAcquire(1, TimeUnit.SECONDS)) {
                  System.out.println(new Date().toString() + " LockA 鎖住 obj2");
                  Thread.sleep(60 * 1000); // do something
               }else{
                  System.out.println(new Date().toString() + "LockA 鎖 obj2 失敗");
               }
            }else{
               System.out.println(new Date().toString() + "LockA 鎖 obj1 失敗");
            }
            UnLockTest.a1.release(); // 釋放
            UnLockTest.a2.release();
            Thread.sleep(1000); // 馬上進(jìn)行嘗試，現(xiàn)實(shí)情況下do something是不確定的
         }
      } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}
class LockBb implements Runnable {
   public void run() {
      try {
         System.out.println(new Date().toString() + " LockB 開始執(zhí)行");
         while (true) {
            if (UnLockTest.a2.tryAcquire(1, TimeUnit.SECONDS)) {
               System.out.println(new Date().toString() + " LockB 鎖住 obj2");
               if (UnLockTest.a1.tryAcquire(1, TimeUnit.SECONDS)) {
                  System.out.println(new Date().toString() + " LockB 鎖住 obj1");
                  Thread.sleep(60 * 1000); // do something
               }else{
                  System.out.println(new Date().toString() + "LockB 鎖 obj1 失敗");
               }
            }else{
               System.out.println(new Date().toString() + "LockB 鎖 obj2 失敗");
            }
            UnLockTest.a1.release(); // 釋放
            UnLockTest.a2.release();
            Thread.sleep(10 * 1000); // 這里只是為了演示，所以tryAcquire只用1秒，而且B要給A讓出能執(zhí)行的時(shí)間，否則兩個(gè)永遠(yuǎn)是死鎖
         }
      } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

以上實(shí)例代碼輸出結(jié)構(gòu)為：

Tue May 05 10:59:13 CST 2015 LockA 開始執(zhí)行
Tue May 05 10:59:13 CST 2015 LockB 開始執(zhí)行
Tue May 05 10:59:13 CST 2015 LockB 鎖住 obj2
Tue May 05 10:59:13 CST 2015 LockA 鎖住 obj1
Tue May 05 10:59:14 CST 2015LockB 鎖 obj1 失敗
Tue May 05 10:59:14 CST 2015LockA 鎖 obj2 失敗
Tue May 05 10:59:15 CST 2015 LockA 鎖住 obj1
Tue May 05 10:59:15 CST 2015 LockA 鎖住 obj2

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