Java 怎样会产生死锁，如何避免？

最新推荐文章于 2024-08-21 10:49:53 发布

原创最新推荐文章于 2024-08-21 10:49:53 发布 · 217 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#java #jvm #开发语言

Java 教程专栏收录该内容

64 篇文章

订阅专栏

文章介绍了死锁的概念，它是多线程编程中的一种常见问题，发生在两个或多个线程互相等待对方释放资源时。通过示例展示了如何产生死锁，并提出了避免死锁的策略，包括避免嵌套锁、避免循环依赖和使用定时锁。最后提供了一个使用定时锁避免死锁的代码示例。

死锁是指在多线程程序中，两个或多个线程互相等待对方释放锁资源，从而导致所有线程都无法继续执行的一种情况。当发生死锁时，程序会一直等待，直到超时或者强制终止，导致程序异常或崩溃。Java中的死锁是一种非常常见的并发问题，解决死锁问题是多线程编程中不可避免的挑战之一。

在这里插入图片描述

具体例子

死锁的产生原因通常是多个线程在争夺同一组锁资源，而且每个线程都需要获取其他线程持有的锁资源才能继续执行。如果线程A持有锁资源1，想要获取锁资源2，而线程B持有锁资源2，想要获取锁资源1，那么就会发生死锁。以下是一个简单的死锁示例：

public class DeadlockDemo {
    private static Object lock1 = new Object();
    private static Object lock2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (lock1) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired lock1");

                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                synchronized (lock2) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired lock2");
                }
            }
        }, "Thread1").start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (lock2) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired lock2");

                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                synchronized (lock1) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired lock1");
                }
            }
        }, "Thread2").start();
    }
}

在这个例子中，我们创建了两个线程，分别尝试获取lock1和lock2两个锁资源。Thread1先获取了lock1，然后尝试获取lock2；Thread2先获取了lock2，然后尝试获取lock1。由于Thread1和Thread2互相等待对方释放锁资源，最终导致程序进入死锁状态。

怎样避免死锁

避免死锁的方法通常有以下几种：

避免嵌套锁：如果一个线程持有了一个锁，就不要再去尝试获取其他锁资源，否则容易导致死锁。如果确实需要获取其他锁资源，可以尝试释放已经获取的锁资源再去获取其他锁资源。
避免循环依赖：如果多个线程需要获取多个锁资源，就要尽量避免循环依赖的情况。如果必须要依赖其他线程持有的锁资源，就要按照固定的顺序获取锁资源，以避免死锁。
使用定时锁：如果一个线程持有了一个锁，但无法获取其他锁资源，可以尝试使用定时锁来避免死锁。如果等待时间超过了指定的时间，就放弃获取锁资源，从而避免死锁。

以下是一个使用定时锁避免死锁的例子：

public class AvoidDeadlockDemo {
    private static Object lock1 = new Object();
    private static Object lock2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (lock1) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired lock1");

                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                if (tryLock(lock2)) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired lock2");
                } else {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " failed to acquire lock2");
                    unlock(lock1);
                }
            }
        }, "Thread1").start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (lock2) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired lock2");

                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                if (tryLock(lock1)) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired lock1");
                } else {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " failed to acquire lock1");
                    unlock(lock2);
                }
            }
        }, "Thread2").start();
    }

    private static boolean tryLock(Object lock) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        long timeout = 5000;

        while (true) {
            synchronized (lock) {
                if (lock == lock1 && System.currentTimeMillis() - start > timeout) {
                    return false;
                } else if (lock == lock2 && System.currentTimeMillis() - start > timeout) {
                    return false;
                } else if (lock == lock1 && Thread.holdsLock(lock2)) {
                    continue;
                } else if (lock == lock2 && Thread.holdsLock(lock1)) {
                    continue;
                } else {
                    return true;
                }
            }
        }
    }

    private static void unlock(Object lock) {
        synchronized (lock) {
            lock.notifyAll();
        }
    }
}

在这个例子中，我们创建了两个线程，分别尝试获取lock1和lock2两个锁资源。如果一个线程无法获取锁资源，就会尝试等待5秒钟，然后放弃获取锁资源，从而避免死锁。如果一个线程成功获取了锁资源，就可以执行相应的操作，然后释放锁资源，让其他线程可以继续执行。

总之，避免死锁是多线程编程中非常重要的一个问题，需要仔细分析程序逻辑，合理设计锁资源的获取和释放顺序，以确保程序的正确性和健壮性。