Java并发编程——(7)死锁+Lock(锁)

十三、死锁

多个线程各自占有一定资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对象释放资源，都停止执行的情形。某个同步块同时拥有"两个以上对象的锁"时，就可能发生"死锁"的问题。

1.死锁举例

下面是死锁的情况：

//死锁：多个线程互相抱着对需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {
	public static void main(String[] args) {
		Makeup g1=new Makeup(0, "灰姑娘");
		Makeup g2=new Makeup(1, "白雪公主");
		g1.start();
		g2.start();
	}
}
//口红
class Lipstick{}
//镜子
class Mirror{}
class Makeup extends Thread{
	//需要的资源只有一份，用static来保证只有一份
	static Lipstick lipstick=new Lipstick();
	static Mirror mirror=new Mirror();
	int choice;//选择
	String girlName;//使用化妆品的人
	public Makeup(int choice,String girlName) {
		this.choice=choice;
		this.girlName=girlName;
	}
	@Override
	public void run() {
		//化妆
		try {
			makeup();
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
	//化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
	private void makeup() throws InterruptedException{
		if (choice==0) {
			synchronized (lipstick) {//获得口号的锁
				System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
				Thread.sleep(1000);
				synchronized(mirror){//一秒钟后想获得镜子镜子的锁
					System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
				}
			}
		}else {
			synchronized (mirror) {//获得口号的锁
				System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
				Thread.sleep(1000);
				synchronized(lipstick){//一秒钟后想获得镜子镜子的锁
					System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
				}
			}
		}
	}
}

改进方法：

public class DeadLock {
	public static void main(String[] args) {
		Makeup g1=new Makeup(0, "灰姑娘");
		Makeup g2=new Makeup(1, "白雪公主");
		g1.start();
		g2.start();
	}
}
//口红
class Lipstick{
}

// 镜子
class Mirror {
}
class Makeup extends Thread{
	//需要的资源只有一份，用static来保证只有一份
	static Lipstick lipstick=new Lipstick();
	static Mirror mirror=new Mirror();
	int choice;//选择
	String girlName;//使用化妆品的人
	public Makeup(int choice,String girlName) {
		this.choice=choice;
		this.girlName=girlName;
	}
	@Override
	public void run() {
		//化妆
		try {
			makeup();
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
	//化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
	private void makeup() throws InterruptedException{
		if (choice==0) {
			synchronized (lipstick) {//获得口号的锁
				System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
				Thread.sleep(1000);
			}
			synchronized(mirror){//一秒钟后想获得镜子镜子的锁
				System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
			}
		}else {
			synchronized (mirror) {//获得口号的锁
				System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
				Thread.sleep(1000);
			}
			synchronized(lipstick){//一秒钟后想获得镜子镜子的锁
				System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
			}
		}
	}
}

2.死锁的避免方法

1.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是，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。
上面列出四个死锁必要条件，我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生

14、Lock(锁)

1.从JDK5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；
2.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加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象；
3.ReentrantLock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。

//测试Lock锁
public class TestLock {
	public static void main(String[] args) {
		TestLock2 testLock2=new TestLock2();
		new Thread(testLock2).start();
		new Thread(testLock2).start();
		new Thread(testLock2).start();
	}
}
class TestLock2 implements Runnable{

	int ticketNums=10;
	//定义lock锁
	private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
	
	@Override
	public void run() {
		while (true) {
			try {
				lock.lock();//加锁
				if (ticketNums > 0) {
					try {
						Thread.sleep(1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
					System.out.println(ticketNums--);
				} else {
					break;
				}
			} finally {
				//解锁
				lock.unlock();
			}
		}
	}
}

synchronized与Lock对比
1.Lock是Java的一个类，synchronized是内置Java关键字；
2.synchronized无法判断锁的状态，Lock可以判断是否获取到锁；
3.Lock是显式锁(手动开启和关闭锁)，synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放；
4.synchronized：线程1(获得锁，阻塞)、线程2(一直等待)；Lock锁不会一直等待下去，lock.trylock()；
5.synchronized：非公平锁；Lock锁：可以自己设置
6.Lock只有代码块加锁，synchronized有代码块锁和方法锁；
7.synchronized适合锁少量的代码同步问题；Lock适合锁大量的同步代码；
8.使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好，并且具有更好的扩展性(提供更多的子类)；
9.优先使用顺序：
Lock > 同步代码块(已经进入了方法体，分配了相应资源) > 同步方法(在方法体之外)