Java多线程活跃性问题-死锁问题

一时失言乱红尘 2023-07-17 09:46 13阅读 0赞

# Java多线程活跃性问题-死锁问题 #

## 基本概述 ##

有这样的情况：一个线程需要同时获取多把锁，这时就容易发生死锁

如

t1 线程 获得A对象锁，接下来想获取B对象的锁 ，t2 线程已经获得B对象锁，接下来想获取A对象的锁

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0p1blNJcmhs_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

如图所示，线程 A 持有资源 2（A对象锁），线程 B 持有资源 1（B对象锁），他们同时都想申请对方的资源，所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态

##  ##

public class TestDeadLock {
        
    
            private static Object resource1 = new Object();/*资源1、为线程A持有*/
            private static Object resource2 = new Object();/*资源2、为线程B持有*/
    
            public static void main(String[] args) {
        
                new Thread(() -> {
        
                    synchronized (resource1) {
         /*上锁1资源*/
    
                        System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                        try {
        
                            Thread.sleep(1000);
                        } catch (InterruptedException e) {
        
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
                        synchronized (resource2) /*想拿资源2*/{
        
                            /*这段由于死锁-resource2被线程B持有（上锁），是进不来的*/
                            System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                        }
                    }
                }, "线程 1").start();
    
                new Thread(() -> {
        
                    synchronized (resource2) /*上锁2资源*/{
        
                        System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                        try {
        
                            Thread.sleep(1000);
                        } catch (InterruptedException e) {
        
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource1");
                        synchronized (resource1)/*想拿资源1*/ {
        
                            /*这段由于死锁-resource1被线程A持有（上锁），是进不来的*/
                            System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                        }
                    }
                }, "线程 2").start();
            }
        }

输出结果为

Thread[线程 1,5,main]get resource1
    Thread[线程 2,5,main]get resource2
    Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
    Thread[线程 2,5,main]waiting get resource1

线程 A 通过 synchronized (resource1) 获得 resource1 的监视器锁，然后通过Thread.sleep(1000);让线程 A 休眠 1s 为的是让线程 B 得到执行然后获取到 resource2 的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束了都开始企图请求获取对方的资源，然后这两个线程就会陷入互相等待的状态，这也就产生了死锁。上面的例子符合产生死锁的四个必要条件。

## 死锁产生的四个必要条件 ##

学过操作系统的朋友都知道产生死锁必须具备以下四个条件：

**互斥条件**：该资源任意一个时刻只由一个线程占用。  
**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。  
**不剥夺条件**:线程已获得的资源在末使用完之前不能被其他线程强行剥夺，只有自己使用完毕后才释放资源。  
**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。

## 定位死锁 ##

从我们的虚拟机工具Visual查看

关于虚拟机（JVM）工具，参考我另外一篇博客 - [中高级Java工程师必会的JVM虚拟机工具][Java_JVM]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0p1blNJcmhs_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

通过线程快照，我们可以看到两个线程均处于阻塞状态-Blocked

\-关于线程状态，参考我另外一篇博客-[线程基础][Link 1]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0p1blNJcmhs_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

## 避免线程死锁 ##

**破坏互斥条件**

这个条件我们没有办法破坏，因为我们用锁本来就是想让他们互斥的（临界资源需要互斥访问）。

**破坏请求与保持条件**

一次性申请所有的资源。

**破坏不剥夺条件**

占用部分资源的线程进一步申请其他资源时，如果申请不到，可以主动释放它占有的资源。

**破坏循环等待条件**

靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源，释放资源则反序释放。破坏循环等待条件。

我们对线程 2 的代码修改成下面这样就不会产生死锁了

new Thread(() -> {
        
                synchronized (resource1) {
        
                    System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                    try {
        
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
        
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
                    synchronized (resource2) {
        
                        System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                    }
                }
            }, "线程 2").start();

\-线程 1 首先获得到 resource1 的监视器锁,这时候线程 2 就获取不到了。然后线程 1 再去获取 resource2 的监视器锁，可以获取到。然后线程 1 释放了对 resource1、resource2 的监视器锁的占用，线程 2 获取到就可以执行了。这样就破坏了破坏循环等待条件，因此避免了死锁

可以看下它的输出结果

Thread[线程 1,5,main]get resource1
    Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
    Thread[线程 1,5,main]get resource2
    Thread[线程 2,5,main]get resource1
    Thread[线程 2,5,main]waiting get resource2
    Thread[线程 2,5,main]get resource2

## 饥饿问题 ##

一个线程由于优先级太低，始终得不到 CPU 调度执行，也不能够结束，称这个线程为饥饿状态

饥饿问题好懂但不易演示，这里就不用代码演示了

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[Java_JVM]: https://blog.csdn.net/JunSIrhl/article/details/104955755
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0p1blNJcmhs_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230528/fde9ecb4cc804fae83b4954148b52568.png
[Link 1]: https://blog.csdn.net/JunSIrhl/article/details/103605069
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0p1blNJcmhs_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230528/655636dd22f14a18b85cf1c819a8170c.png