【Java多线程】你了解死锁吗?【Lock锁】

➤ Java多线程编程【一文全解】

01 什么是死锁?

        多个线程各自占有一些共享资源,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方释放资源,都停止执行的情形。某一个同步块同时拥有“ 两个以上对象的锁 ” 时,就可能会发生 " 死锁 " 问题。

        简单来说就是,甲需要乙手中的东西,而乙又想要甲手中的东西,两者陷入死循环,这就是死锁。

例:有两个女生,一个是灰姑娘,一个是白雪公主,两人都想化妆,但一个有口红,一个有镜子,她们都互相想要对方手里的东西,陷入了僵持:这就是死锁

//死锁:多个线程互相抱着对方需要的资源,然后形成僵持
public class DeadLock {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Makeup girl1 = new Makeup(0,"灰姑娘");
        Makeup girl2 = new Makeup(1,"白雪公主");

        girl1.start();
        girl2.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(不然不同对象的都不同)
    static LipStick lipstick = new LipStick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice;//选择
    String name;//使用化妆品的人

    Makeup(int choice,String name){
    
    
        this.choice = choice;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
    
    
        //化妆
        try {
    
    
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
    
    
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    //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) {
    
    
                System.out.println(this.name + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
                //一秒钟后获得锁
                synchronized (mirror) {
    
    
                    System.out.println(this.name+ "获得镜子的锁");
                    Thread.sleep(1000);
                }
            }
        }else{
    
    
            synchronized(mirror){
    
    
                System.out.println(this.name+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(1000);
                //一秒钟后获得锁
                synchronized(lipstick){
    
    
                    System.out.println(this.name+"获得口红的锁");
                    Thread.sleep(1000);
                }
            }
        }
    }
}

02 如何避免死锁?

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时,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;

只要破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生

03 Lock 锁

  • 从JDK5.0开始,Java提供了更强大的线程同步机制 —— 通过显示定义同步锁对象来实现同步;同步锁使用Lock对象充当;
  • 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 对象加锁,线程开始访问共享资源之前应该先获得 Lock 对象;
  • ReentrantLock 类实现了 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,比较常见的是 ReentrantLock,可以显式加锁,释放锁;
class Test{
    
    
	private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
	public void method(){
    
    
		lock.lock();
		try{
    
    
			//保证线程安全的代码
		}finally{
    
    
			lock.unlock();
			//如果同步代码有异常,要将unlock()写入finally语句块
		}
	}
}

synchronized 与 Lock 的对比:

  • Lock是显示锁(手动开启和关闭锁,别忘记关锁)synchronized是隐式锁,出了作用域自动释放;
  • Lock只有代码块锁,synchronized有代码块锁和方法锁;
  • 使用 Lock锁,JVM将花费较少的时间来调度线程,性能更好,且具有更好的扩展性(提供更多的子类);
  • 优先使用顺序:
    • Lock > 同步代码块(已经进入方法体,分配了相应资源) > 同步方法(在方法体之外)

先看不加锁的,运行结果发现输出结果有误:
在这里插入图片描述
然后用 ReentrantLock 加锁解锁 解决:

//测试Lock锁
public class TestLock {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        TestLock2 t= new TestLock2();
        new Thread(t).start();
        new Thread(t).start();
        new Thread(t).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) {
    
    
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                }else{
    
    
                    break;
                }
            }finally {
    
    
                //解锁
                lock.unlock();
            }

        }
    }
}

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