Java基础22-多线程死锁

概述

死锁是一个很严重的、必须要引起重视的问题。

尽管锁被持有的时间通常很短，但是作为商业产品的应用程序每天可能要执行数十亿次获取锁、释放锁的操作，只要在这数十亿次操作中只要有一次发生了错误，就可能导致程序中发生死锁，并且即使通过压力测试也不可能找出所有潜在的死锁。

死锁

当一个线程永远地持有一个锁，并且其他线程都尝试去获得这个锁时，那么它们将永远被阻塞。

如果线程A持有锁L并且想获得锁M，线程B持有锁M并且想获得锁L，那么这两个线程将永远等待下去，这种情况就是最简单的死锁形式。

在数据库系统的设计中考虑了监测死锁以及从死锁中恢复，数据库如果监测到了一组事务发生了死锁时，将选择一个牺牲者并放弃这个事务。

Java虚拟机解决死锁问题方面并没有数据库这么强大，当一组Java线程发生死锁时，这两个线程就永远不能再使用了，并且由于两个线程分别持有了两个锁，那么这两段同步代码/代码块也无法再运行了（除非终止并重启应用）。

死锁示例

下面是一个简单的多线程死锁示例：

public class DeadLock {
    private final Object left = new Object();
    private final Object right = new Object();

    public void leftRight() throws Exception {
        synchronized (left) {
            Thread.sleep(2000);
            synchronized (right) {
                System.out.println("leftRight end!");
            }
        }
    }

    public void rightLeft() throws Exception {
        synchronized (right) {
            Thread.sleep(2000);
            synchronized (left) {
                System.out.println("rightLeft end!");
            }
        }
    }
}

注意这里一定要有"Thread.sleep(2000)"让线程睡一觉，不然一个线程运行了，另一个线程还没有运行，先运行的线程很有可能就已经连续获得两个锁了。

写两个线程分别调用它们：

public class Thread0 extends Thread {
    private DeadLock dl;

    public Thread0(DeadLock dl) {
        this.dl = dl;
    }

    public void run() {
        try {
            dl.leftRight();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class Thread1 extends Thread {
    private DeadLock dl;

    public Thread1(DeadLock dl) {
        this.dl = dl;
    }

    public void run() {
        try {
            dl.rightLeft();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

写个main函数执行

public static void main(String[] args) {
    DeadLock dl = new DeadLock();
    Thread0 t0 = new Thread0(dl);
    Thread1 t1 = new Thread1(dl);
    t0.start();
    t1.start();

    while (true) ;
}

执行main函数将发现没有任何输出，因为死锁了！

如何避免死锁

• 让程序每次至多只能获得一个锁。当然，在多线程环境下，这种情况通常并不现实
• 设计时考虑清楚锁的顺序，尽量减少嵌在的加锁交互数量
• 既然死锁的产生是两个线程无限等待对方持有的锁，那么只要等待时间有个上限不就好了。当然synchronized不具备这个功能，但是我们可以使用Lock类中的tryLock方法去尝试获取锁，这个方法可以指定一个超时时限，在等待超过该时限之后变回返回一个失败信息