【多线程】-- 11 死锁、Lock锁

news2024/11/19 10:19:12

多线程

7 死锁

多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。某一个同步块同时拥有”两个以上对象的锁“时，就可能会发生死锁的问题。

package com.duo.deadlock;

//死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {

    public static void main(String[] args) {
        MakeUp hua = new MakeUp(0, "Hua");
        MakeUp hong = new MakeUp(1, "Hong");

        hua.start();
        hong.start();
    }
}

class LipStick {
}

class Mirror {
}

class MakeUp extends Thread {

    static final LipStick lipStick = new LipStick();
    static final Mirror mirror = new Mirror();

    int choice;
    String girlName;

    public MakeUp(int choice, String girlName) {
        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice == 0) {
            synchronized (lipStick) {
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (mirror) {
                    System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                }
            }
            
        } else {
            synchronized (mirror) {
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
                synchronized (lipStick) {
                    System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                }
            }
            
        }
    }
}

运行结果：

此时发现，运行窗口会卡顿且不会自动停止，正是由于上述代码makeup() {}中出现了死锁现象。

倘若对代码进行如下改动：

private void makeup() throws InterruptedException {
    if (choice == 0) {
        synchronized (lipStick) {
            System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
            Thread.sleep(1000);
        }
        synchronized (mirror) {
            System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
        }

    } else {
        synchronized (mirror) {
            System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
            Thread.sleep(2000);
        }
        synchronized (lipStick) {
            System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
        }
    }
}

运行结果：

可以看到，将makeup() {}中的synchronized {}块并列排放，死锁消除，程序正常运行停止。

死锁避免方法
- 产生死锁的四个必要条件：
  1. 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用
  2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放
  3. 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺
  4. 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系
- 上述四个必要条件中，只要想办法突破其中任意一个或多个条件，就可以避免死锁发生。

8 Lock(锁)

从JDK5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制——通过显式定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当
java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象
ReentrantLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显式加锁、释放锁

未加Lock锁之前：

package com.duo.deadlock;

//测试Lock锁
public class LockTest {

    public static void main(String[] args) {
        LockTest1 lockTest1 = new LockTest1();

        new Thread(lockTest1).start();
        new Thread(lockTest1).start();
        new Thread(lockTest1).start();
    }
}

class LockTest1 implements Runnable {

    int ticketNum = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (ticketNum > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(ticketNum--);
            } else {
                break;
            }
        }
    }
}

运行结果：

可以看到，此时的线程是不安全的。

加入Lock锁之后：

package com.duo.deadlock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

//测试Lock锁
public class LockTest {

    public static void main(String[] args) {
        LockTest1 lockTest1 = new LockTest1();

        new Thread(lockTest1).start();
        new Thread(lockTest1).start();
        new Thread(lockTest1).start();
    }
}

class LockTest1 implements Runnable {

    int ticketNum = 10;

    //定义lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                lock.lock();  //加锁
                if (ticketNum > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNum--);
                } else {
                    break;
                }
            }finally {
                lock.unlock();  //解锁
            }
        }
    }
}