java中的死锁

本文通过一个具体的Java多线程示例介绍了如何在编程过程中避免死锁的发生。通过分析示例代码,展示了当两个线程分别持有不同对象锁并尝试获取对方锁时可能出现的死锁情况。

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在多线程编程中,要避免死锁的出现。
在Java中,同步的锁被必须是同一个对象才能保证同步。
死锁:同步代码中嵌套同步代码,两个线程的锁对象相同。
下面是会造成死锁的代码:

class Test implements Runnable{
    private boolean flag;
    Test(boolean flag){
        this.flag=flag;
    }
    public void run(){
        if(flag){
            synchronized(MyLock.locka){
                System.out.println("if laocka");

                 synchronized(MyLock.lockb){
                System.out.println("if laockb");
            }

            }
        }else{
             synchronized(MyLock.lockb){
                System.out.println("else laockb");

                 synchronized(MyLock.locka){
                System.out.println("else laocka");
            }

            }
        }

    }
}

class MyLock{
/**
*创建两个不同的对象作为锁。
*/
    public static MyLock locka=new MyLock();
    public static MyLock lockb=new MyLock();

}

class MainClass{
    public static void main(String[] args){

        Thread t1=new Thread(new Test(true));
        Thread t2=new Thread(new Test(false));
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

执行结果类似于(有的时候代码会全部执行完):

else lockb

if locka
因为t2线程打印else lockb时,继续往下执行需要MyLock.locka对象的锁,而该对象已经被t1线程上锁,t2无法进入,只能等待t1释放该对象的锁。

与此同时,t1线程打印了if locka,继续往下执行需要MyLock.lockb对象的锁,而该对象已经被t2线程上锁(因为t2没有执行结束,在等待,该锁不能释放),无法进入代码块,等待t2释放MyLock.lockb对象的锁。

两个线程都在等待对方释放锁,所以造成了死锁。

防止死锁的方式:
避免不同的同步代码块使用同样的对象作为锁。

### Java 中处理死锁的解决方案 #### 一、理解死锁产生的条件 为了有效地防止和解决死锁问题,首先要了解其形成的四个必要条件:互斥条件、请求与保持条件、不可剥夺条件以及循环等待条件。这些条件共同作用下才会引发死锁现象[^2]。 #### 二、检测死锁的存在 JVM提供了内置工具来辅助诊断死锁情况。通过`jstack`命令可以查看当前运行的应用程序中是否存在潜在的死锁定状态,并获取详细的线程堆栈信息以便进一步分析。此外,在开发阶段也可以利用可视化调试器监控线程活动状况,及时发现异常行为模式[^1]。 #### 三、预防措施 ##### 1. 避免嵌套加锁 尽可能减少在一个方法内部多次申请不同对象上的同步锁的情况;如果确实不可避免,则应确保所有地方按照相同的顺序获得相应资源访问权限。 ```java // 不推荐的做法 - 可能引起死锁 synchronized (resourceA) { synchronized (resourceB) { ... } } // 推荐做法 - 统一加锁顺序 private static final Object lockOrder = new Object(); ... synchronized(lockOrder){ // 对 resourceA 和 resourceB 的操作 } ``` ##### 2. 使用超时机制尝试获取锁 对于那些可能长时间持有而不释放的关键区域,考虑采用带有时间限制的方式去竞争进入临界区的机会。这样即使遇到对方永不退出的情形也能安全返回而不是无限期阻塞下去。 ```java try{ if (!lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) { System.out.println("未能成功取得锁"); return; } }catch(InterruptedException e){ Thread.currentThread().interrupt(); }finally{ lock.unlock(); } ``` ##### 3. 应用高级并发结构替代传统锁 诸如读写锁(`ReentrantReadWriteLock`)、信号量(Semaphore)等更灵活的数据共享控制手段往往能够更好地满足实际需求的同时降低陷入僵局的风险程度。 ```java final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); void read() throws InterruptedException { rwl.readLock().lockInterruptibly(); try { // 执行读取逻辑 } finally { rwl.readLock().unlock(); } } void write() throws InterruptedException { rwl.writeLock().lockInterruptibly(); try { // 执行写入逻辑 } finally { rwl.writeLock().unlock(); } } ``` #### 四、修复已发生的死锁 一旦确认存在死锁问题之后,最直接有效的办法就是重启受影响的服务实例让一切恢复正常运作。当然在此之前最好先备份好重要数据以防万一丢失造成更大损失。另外还可以借助于一些第三方库如DeadlockLlama来进行自动化的探测与恢复工作[^3]。
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