Java---多线程---互斥锁和死锁

互斥锁

1.共享“基本数据类型的资源”（多窗口买票）

    1）共享静态的“基本数据类型的资源”

/**
 * 2018年5月1日 上午9:40:31
 * 
 * @author <a href="mailto:[email protected]">宋进宇</a> 买票
 */
public class SaleTicketRun implements Runnable {
	//如果共享的资源 不是基本数据类型的话，就用资源本身来当锁，
	//否则的话就制造一个平行的对象来当锁。
	private static int TicketCount = 200;// 共享的资源
	//制造一个与资源平行的对象锁
	private static Object objLock = new Object();

	@Override
	public void run() {

		while (true) {
			synchronized (objLock) {
				
				//如果TicketCount大于0说明可以卖票
				if (TicketCount>0) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出了第" + TicketCount + "张票");
					TicketCount--;
				}else{
					break;
				}
			}
		}
	}

}

/**
 * 2018年5月1日 上午9:35:31
 * @author <a href="mailto:[email protected]">宋进宇</a>
 * 共享静态资源演示
 */
public class ShareStaticResource {
	public static void main(String[] args) {
		Thread t1 = new Thread(new SaleTicketRun());
		t1.setName("1号售票员");
		Thread t2 = new Thread(new SaleTicketRun());
		t2.setName("2号售票员");
		Thread t3 = new Thread(new SaleTicketRun());
		t3.setName("3号售票员");
		Thread t4 = new Thread(new SaleTicketRun());
		t4.setName("4号售票员");
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		t4.start();
	}
}

    2）共享非静态的“基本数据类型的资源”

/**
 * 2018年5月1日 上午9:40:31
 * @author <a href="mailto:[email protected]">宋进宇</a> 买票
 */
public class SaleTicketRun implements Runnable {
	//如果共享的资源 不是基本数据类型的话，就用资源本身来当锁，
	//否则的话就制造一个平行的对象来当锁。
	private int TicketCount = 200;// 共享的资源
	//不难发现，当共享的资源是非静态时，当前对象(this)就是与资源平行的对象
	
	//制造一个与资源平行的对象锁
	//private Object objLock = new Object();

	@Override
	public void run() {

		while (true) {
			//synchronized (objLock) {
			synchronized (this) {
				
				//如果TicketCount大于0说明可以卖票
				if (TicketCount>0) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出了第" + TicketCount + "张票");
					TicketCount--;
				}else{
					break;
				}
			}
		}
	}

}

/**
 * 2018年5月1日 上午10:13:40
 * @author <a href="mailto:[email protected]">宋进宇</a>
 * 	共享非静态资源演示
 */
public class ShareNoStaticResource {
	public static void main(String[] args) {
		SaleTicketRun saleTicketRun = new SaleTicketRun();
		//共享非静态资源就必须保持是同一份资源，即Runnable 要同一个
		//否则就没有法实现共享的效果
		Thread t1 = new Thread(saleTicketRun);
		t1.setName("1号售票员");
		Thread t2 = new Thread(saleTicketRun);
		t2.setName("2号售票员");
		Thread t3 = new Thread(saleTicketRun);
		t3.setName("3号售票员");
		Thread t4 = new Thread(saleTicketRun);
		t4.setName("4号售票员");
		
		
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		t4.start();
		
	}
}

2.共享栈

/**
 * 2018年5月1日 上午10:24:48
 * @author <a href="mailto:[email protected]">宋进宇</a> 
 * 	共享栈：
 * 多线程共享一个“栈” 只有 信号(signal) 为 true 才能 放(push)
 * 只有 信号(signal) 为 false 才能 取(pop)
 */
public class MyStack {
	private char[] chs = new char[6];
	private int index = 0;//栈顶的位置
	
	private boolean signal = true;
	/*
	 * 这里不做越界判断
	 */
	public synchronized void push(char c) {
		while(!signal) {
			try {
				wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		chs[index] = c;
		index++;
		signal = false;
		notifyAll();
	}

	/*
	 * 这里不做越界判断
	 */
	public synchronized char pop() {
		while(signal) {
			try {
				wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		index--;
		System.out.println(chs[index]);
		signal = true;
		notifyAll();
		return chs[index];
	}
}

/**
 * 2018年5月1日 上午10:33:20
 * @author <a href="mailto:[email protected]">宋进宇</a>
 *  演示共享栈
 */
public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		MyStack myStack = new MyStack();
		Demo demo = new Demo();
		Thread pushThread = demo.new PushThread(myStack);
		Thread pushThread2 = demo.new PushThread(myStack);
		Thread popThread = demo.new PopThread(myStack);
		Thread popThread2 = demo.new PopThread(myStack);
		popThread2.start();
		popThread.start();
		pushThread2.start();
		pushThread.start();
		
	}
	class PushThread extends Thread {
		MyStack myStack = null;
		public PushThread(MyStack myStack) {
			this.myStack = myStack;
		}
		@Override
		public void run() {
			for (int i = 97; i < 103; i++) {
				myStack.push((char)i);
			}
		}
	}
	private class PopThread extends Thread {
		MyStack myStack = null;
		public PopThread(MyStack myStack) {
			this.myStack = myStack;
		}
		@Override
		public void run() {
			for (int i = 97; i < 103; i++) {
				myStack.pop();
			}
		}
	}
}

死锁

死法1：

    多个线程共用同一个对象锁，互相等待。

/**
 * 2018年5月2日 下午3:22:39
 * @author <a href="mailto:[email protected]">宋进宇</a>
 *	这种死锁是只有当线程  b 中 synchronized块还没执行时，
 *  a 线程调用了 b.join()方法，把 b 线程并入到 a 线程 
 *  此时 b线程内的还未执行的代码就在a线程中执行，但是 b 线程要执行
 *  synchronized块中的代码需要拿到 锁 才能执行，可是锁在 a线程 手上，
 *  a 还没释放 锁 ， 导致出现 死锁
 */
public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		Source s = new Source();
		Thread b = new Thread( new ThreadB( s ));
		Thread a = new Thread( new ThreadA( s, b ) );
		
		b.start();
		a.start();
	}
}
class Source{
	public int num = 666;
}
class ThreadA implements Runnable{
	private Source s = null;
	private Thread b;
	
	public ThreadA( Source s, Thread b ) {
		super();
		this.s = s;
		this.b = b;
	}

	@Override
	public void run() {
		System.out.println( "ThreadA 进来了" );
		synchronized ( s ) {
			try {
				b.join();
			} catch (InterruptedException e) {
			}
			System.out.println( s.num );
		}
		
	}
}
class ThreadB implements Runnable{
	private Source s = null;
	
	public ThreadB( Source s ) {
		super();
		this.s = s;
	}

	@Override
	public void run() {
		System.out.println( "ThreadB 进来了" );
		synchronized ( s ) {
			System.out.println( s.num );
		}
	}
}

死法2：

    互相持有对方所需的资源（即每个线程都需要同时拿到多个资源才能继续执行，而多个线程都处于：各持有一部分，在等待另一部分。）

/**
 * 2018年5月2日 下午3:28:49
 * @author <a href="mailto:[email protected]">宋进宇</a>
 *	这种死锁是 a线程需要资源s1,s2 b线程同样需要s1,s2 但是获取的顺序不同
 *	死锁情况：a拿到了 s1 进行业务处理 ，此时， b拿到了 s2 也进行业务处理，
 *  a 处理完有关s1的业务后需要拿到s2 继续处理 ，可是 此时 b处理完相关于
 *  s2的相关业务后 需要拿到 s1 继续处理  这是就出现，a拿着s1 在等 s2 
 *  b 拿着s2 在等s1 于是就出现了死锁
 */
public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		Source1 s1 = new Source1();
		Source2 s2 = new Source2();
		Thread a = new Thread(new ThreadAA( s1, s2 ));
		Thread b = new Thread(new ThreadBB( s1, s2 ));
		a.start();
		b.start();
	}
}
class Source1{
}
class Source2{
}
class ThreadAA implements Runnable{
	private Source1 s1;
	private Source2 s2;
	
	public ThreadAA( Source1 s1, Source2 s2 ) {
		super();
		this.s1 = s1;
		this.s2 = s2;
	}

	@Override
	public void run() {
		System.out.println( "ThreadAA 进来了" );
		synchronized ( s1 ) {
			System.out.println( "ThreadAA 拿到s1资源，还需要s2资源" );
			try {
				Thread.sleep( 2 );
			} catch (InterruptedException e) {
			}
			synchronized ( s2 ) {
				System.out.println( "ThreadAA 都拿到了" );
			}
		}
	}
}
class ThreadBB implements Runnable{
	private Source1 s1;
	private Source2 s2;
	
	public ThreadBB( Source1 s1, Source2 s2 ) {
		super();
		this.s1 = s1;
		this.s2 = s2;
	}

	@Override
	public void run() {
		System.out.println( "ThreadBB 进来了" );
		synchronized ( s2 ) {
			System.out.println( "ThreadBB 拿到s2资源，还需要s1资源" );
			try {
				Thread.sleep( 2 );
			} catch (InterruptedException e) {
			}
			synchronized ( s1 ) {
				System.out.println( "ThreadBB 都拿到了" );
			}
		}
	}
}

死锁的解决

    要从设计方面去解决避免，即在设计时就考虑不能出现死锁。
    罗列出所有临界资源，画分布图，从图中观察其中的死锁情况，改变其中线程的(临界)资源的获取方式。
    设计原则：尽量让程序中少出现临界资源。

同步设计的基本原则

     ◎ 同步块中(synchronized修饰)的代码越小越好！

     ◎ 同步块中不要写阻塞性代码(如，InputStream.read() )！

     ◎ 在持有锁的时候，不要对其它对象调用方法。（如果做到，可以消除最常见的死锁源头。）

同步概述

    ◎同步的原理：将需要同步的代码进行封装，并在该代码上加了一个锁。

    ◎同步的好处：解决多线程的安全问题。

    ◎同步的弊端：会降低性能。

    ◎同步的前提：必须要保证有多个线程且它们在同步中使用的是同一个锁。