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Java多线程 线程同步与死锁

Java多线程 线程同步与死锁

作者: 容华谢后 | 来源:发表于2017-02-25 15:58 被阅读433次
    封面

    1.线程同步

    多线程引发的安全问题

    一个非常经典的案例,银行取钱的问题。假如你有一张银行卡,里面有5000块钱,然后你去银行取款2000块钱。正在你取钱的时候,取款机正要从你的5000余额中减去2000的时候,你的老婆正巧也在用银行卡对应的存折取钱,由于取款机还没有把你的2000块钱扣除,银行查到存折里的余额还剩5000块钱,准备减去2000。这时,有趣的事情发生了,你和你的老婆从同一个账户共取走了4000元,但是账户最后还剩下3000元。

    使用代码模拟下取款过程:

    public class ThreadTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            // 创建一个账户,里面有存款5000元
            Account account = new Account(5000);
            // 模拟取钱过程
            GetMoney getMoney = new GetMoney(account);
            new Thread(getMoney, "你").start();
            new Thread(getMoney, "你老婆").start();
        }
    }
    
    class GetMoney implements Runnable {
    
        private Account account;
    
        public GetMoney(Account account) {
            super();
            this.account = account;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "账户现在有"
                    + account.getMoney() + "元");
            // 使效果更明显,休眠10ms
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            int money = account.getMoney() - 2000;
            account.setMoney(money);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取了2000元,账户现在有"
                    + account.getMoney() + "元");
        }
    
    }
    
    class Account {
        private int money;
    
        public Account(int money) {
            super();
            this.money = money;
        }
    
        public int getMoney() {
            return money;
        }
    
        public void setMoney(int money) {
            this.money = money;
        }
    }
    

    看下打印信息:

    你账户现在有5000元
    你老婆账户现在有5000元
    你取了2000元,账户现在有3000元
    你老婆取了2000元,账户现在有3000元
    

    同步锁

    从上面的案例可以看出,当多个线程同时访问同一个数据时,很容易出现问题。为了避免这种情况出现,我们要保证线程同步互斥,就是指并发执行的多个线程,在同一时间内只允许一个线程访问共享数据。
    Java中可以使用synchronized关键字来取得一个对象的同步锁。

    // Object可以为任何对象,表示当前线程取得该对象的锁。
    synchronized (Object) {
    }
    

    修改一下上面的案例,在run方法中加入同步锁:

    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "账户现在有"
                    + account.getMoney() + "元");
            // 使效果更明显,休眠10ms
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            int money = account.getMoney() - 2000;
            account.setMoney(money);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                    + "取了2000元,账户现在有" + account.getMoney() + "元");
        }
    }
    

    看下打印信息:

    你账户现在有5000元
    你取了2000元,账户现在有3000元
    你老婆账户现在有3000元
    你老婆取了2000元,账户现在有1000元
    

    当你取钱的时候,取款机锁定了你的账户,不允许其他人对账户进行操作,当你取完钱后,取款机释放了你的账户,你的老婆才可以取钱。

    2.死锁

    同步锁虽好,但也要科学使用,不然就会发生死锁,何为死锁,就是多个线程同时被阻塞,它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。
    举个栗子,两个人面对面过独木桥,甲和乙都已经在桥上走了一段距离,即占用了桥的资源,甲如果想通过独木桥的话,乙必须退出桥面让出桥的资源,让甲通过,但是乙不服,为什么让我先退出去,我还想先过去呢,于是就僵持不下,导致谁也过不了桥,这就是死锁。

    下面用一段简单的代码来模拟死锁:

    public class DeadlockTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            String str1 = new String("资源1");
            String str2 = new String("资源2");
    
            new Thread(new Lock(str1, str2), "线程1").start();
            new Thread(new Lock(str2, str1), "线程2").start();
        }
    }
    
    class Lock implements Runnable {
    
        private String str1;
        private String str2;
    
        public Lock(String str1, String str2) {
            super();
            this.str1 = str1;
            this.str2 = str2;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "运行");
                synchronized (str1) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "锁住"
                            + str1);
                    Thread.sleep(1000);
                    synchronized (str2) {
                        // 执行不到这里
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                + "锁住" + str2);
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    

    看下打印信息:

    线程1运行
    线程2运行
    线程1锁住资源1
    线程2锁住资源2
    

    第一个线程锁住了资源1(甲占有桥的一部分资源),第二个线程锁住了资源2(乙占有桥的一部分资源),线程1企图锁住资源2(甲让乙退出桥面,乙不从),进入阻塞,线程2企图锁住资源1(乙让甲退出桥面,甲不从),进入阻塞,死锁了。

    死锁的产生是有规律可循的,只有同时满足以下四个条件,死锁才会产生。

    • 1.互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。独木桥每次只能通过一个人。

    • 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。乙不退出桥面,甲也不退出桥面。

    • 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。甲不能强制乙退出桥面,乙也不能强制甲退出桥面。

    • 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。如果乙不退出桥面,甲不能通过,甲不退出桥面,乙不能通过。

    知道了死锁产生的必要条件,在开发中就很容易避免死锁问题了。

    3.写在最后

    欢迎同学们吐槽评论,如果你觉得本篇博客对你有用,那么就留个言或者点下喜欢吧(^-^)

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      网友评论

      • Aldrich_N:应该不会死锁,使用1的时候2没被另一个线程使用
        容华谢后: @Aldrich_N 两个线程是同时执行的,线程1锁住了资源1,线程2锁住了资源2,线程1企图锁住资源2,但是资源2已经被线程2锁住了,线程2企图锁住资源1,但是资源1已经被线程1锁住了,然后就死锁了。
      • 9711922c6b29:感觉例子不会死锁啊
        容华谢后: @水手辛巴 写两个线程应该会清楚些
        9711922c6b29: @水手辛巴 哦,构造方法里把顺序调换了

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