java之死锁与线程通信

死锁

所谓死锁，就是指两个或两个以上的线程/进程在执行的过程中，因争夺资源而造成的一种相互等到的现象，如果没有外力作用，他们将无法进行下去。

产生死锁的可能原因有：
1、系统资源不足
2、资源分配不当
3、进程/线程运行推进的顺序不合适

产生死锁的四个必要条件：
1、互斥条件，指分配的资源进行排他性使用，即在一定的时间内该资源只能被一个进程/线程占用，如果此时还有其他进程/线程请求该资源，则只能等待，直到该资源占用着自己使用完成后释放。
2、请求与保持条件，指进程/线程已经获得了资源，又提出了新的资源请求，而这个资源已经被 其他进程/线程占有，此时请求进程/线程阻塞，但自己之前已经获得的资源继续保持占有。
3、不可剥夺条件，指进程/线程已经获得资源，在没有使用完成之前，不能被抢占剥夺，只能使用完成后自己释放。
4、循环等待条件，指发生死锁时，必然存在一个资源占用链，即P1等待P2正在占用的资源，P2等待P3正在占用的资源…Pn等待P1正在占用的资源.

死锁的处理
1、 预防死锁。

这是一种较简单和直观的事先预防的方法。方法是通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或者几个，来预防发生死锁。预防死锁是一种较易实现的方法，已被广泛使用。但是由于所施加的限制条件往往太严格，可能会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低。

2、避免死锁。

该方法同样是属于事先预防的策略，但它并不须事先采取各种限制措施去破坏产生死锁的的四个必要条件，而是在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。

3、检测死锁。

这种方法并不须事先采取任何限制性措施，也不必检查系统是否已经进入不安全区，此方法允许系统在运行过程中发生死锁。但可通过系统所设置的检测机构，及时地检测出死锁的发生，并精确地确定与死锁有关的进程和资源，然后采取适当措施，从系统中将已发生的死锁清除掉。

4、解除死锁。

这是与检测死锁相配套的一种措施。当检测到系统中已发生死锁时，须将进程从死锁状态中解脱出来。常用的实施方法是撤销或挂起一些进程，以便回收一些资源，再将这些资源分配给已处于阻塞状态的进程，使之转为就绪状态，以继续运行。死锁的检测和解除措施，有可能使系统获得较好的资源利用率和吞吐量，但在实现上难度也最大。

线程通信

可用于解决死锁问题。

• void wait()
• 在其它线程调用 此对象的notify()方法或notifyAll()方法前，导致当前线程等待
• void wait(long miles)
• 有参数的话，就是计时等待，时间一到，不用唤醒也能自动醒来，跳到RUNNABLE或BLOCKED状态
• void notify()
• 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程，如果有多个线程，会随机唤醒一个
• void notifyAll()
• 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程

实例：顾客去买汉堡，告知服务员买几个；服务员告诉后厨做几个。

public class WaitAndNotify {

    public static void main(String[] args) {
        //创建锁对象，保证唯一
        Object obj = new Object();
        //创建一个顾客线程
        new Thread() {
            public void run() {
                //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行，需要使用同步技术
                synchronized(obj) {
                    System.out.println("顾客：告知老板要的汉堡的种类和数量");
                    //调用wait方法，放弃CPU的执行，进入到WAITING无限等待状态
                    try {
                        //编译期异常，但是不能用throws声明，因为父类的run方法没有抛异常声明，子类也不能
                        obj.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //被唤醒之后的代码
                    System.out.println("顾客：开吃");
                }
            }
        }.start();

        //创建一个老板线程（生产者）
        new Thread() {
            public void run() {
                //老板花了5秒钟做汉堡
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized(obj) {
                    //汉堡已经做好，唤醒顾客吃汉堡
                    System.out.println("老板：汉堡已经做好了");
                    //调用notify()方法，唤醒顾客线程
                    obj.notify();
                }
            }
        }.start();
    }
}

//补充：刚开始老板线程一直在睡，那肯定是顾客线程先进入到同步代码块，顾客线程先开始执行

/*输出：
    顾客：告知老板要的汉堡的种类和数量
    老板：汉堡已经做好了
    顾客：开吃
 */

参考：https://blog.youkuaiyun.com/haovin/article/details/93483240
https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43836046/article/details/96465313