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死锁的三种形式:一般死锁,嵌套管程锁死,重入锁死

时间:2014-07-29 14:30:28      阅读:314      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:java   操作系统   多线程   通信   死锁   

死锁的总结

死锁的定义:

死锁一般是指两个(或两个以上)线程同时竞争两个(或者多个)资源,从而产生同时等待的现象,使得系统僵持不动。

顺便复习一下线程与进程的定义以及他们之间的区别。

进程:一个有独立功能的程序利用某些数据资源的一次远行过程。

线程:一个进程里面的一条执行路径(或者执行过程),同一条进程下的n多条线程之间可以互相通信(共享数据)。

区别:进程是相对独立的单位,进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。
进程有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响,而线程
只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量,但线程之间没有单独的地址空间,
一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程的程序要比多线程的程序健壮,但在进程切换时,
耗费资源较大,效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,
只能用线程,不能用进程。
总之:进程是相对独立的,一个进程的崩溃不会影响到其他进程,但是一个线程必须依赖于进程的存在而存在,
线程之间可以共享数据。

一般死锁产生的示例图:

bubuko.com,布布扣

1、一般的死锁

一般的死锁是指多个线程的执行必须同时拥有多个资源,由于不同的线程需要的资源被不同的线程占用,最终导致僵持的状态,这就是一般死锁的定义。

package com.cxt.thread;

public class TestDeadLock extends Thread{
	boolean b;
	DeadLock lock;
	public TestDeadLock(boolean b, DeadLock lock) {
		super();
		this.b = b;
		this.lock = lock;
	}
	public static void main(String[] args) {
		DeadLock lock = new DeadLock();
		TestDeadLock t1 = new TestDeadLock(true, lock);
		TestDeadLock t2 = new TestDeadLock(false, lock);
		t1.start();
		t2.start();
	}
	@Override
	public void run() {
		if(this.b){
			lock.m1();
		}
		else
			lock.m2();
	}
	
}

class DeadLock {
	Object o1 = new Object();
	Object o2 = new Object();
	
	void m1(){
		synchronized(o1){
			System.out.println("m1 Lock o1 first");
			synchronized(o2){
				System.out.println("m1 Lock o2 second");
			}
		}
	}
	void m2(){
		synchronized(o2){
			System.out.println("m2 Lock o2 first");
			synchronized(o1){
				System.out.println("m2 Lock o1 second");
			}
		}
	}
}

如代码所示我们可知:线程t1,t2都需要对象o1,o2才能正常地完成功能,但是由于他们所持的对象与要获得的对象刚好相反,使得两条线程一直僵持,
最终导致死锁。

解决方法:等其中一条线程完全执行完之后再执行另外一条线程。
推广到多条线程,按一定的顺序执行多条线程。
另外一种方法就是设置优先级,如果运行多条线程出现死锁,优先级低的回退,优先级高的先执行这样即可解决死锁问题。


2、嵌套管程锁死


线程1获得A对象的锁。
线程1获得对象B的锁(同时持有对象A的锁)。
线程1决定等待另一个线程的信号再继续。
线程1调用B.wait(),从而释放了B对象上的锁,但仍然持有对象A的锁。

线程2需要同时持有对象A和对象B的锁,才能向线程1发信号。
线程2无法获得对象A上的锁,因为对象A上的锁当前正被线程1持有。
线程2一直被阻塞,等待线程1释放对象A上的锁。

线程1一直阻塞,等待线程2的信号,因此,不会释放对象A上的锁,
	而线程2需要对象A上的锁才能给线程1发信号……
看代码:
package com.cxt.Lock;

import com.cxt.thread.Synchronizer;
import com.cxt.thread.TestLock;

//lock implementation with nested monitor lockout problem
/**
 * 一个坑爹的嵌套管程锁死,区别于死锁
 */
public class Lock {
	protected MonitorObject monitorObject = new MonitorObject();
	protected boolean isLocked = false;

	public static void main(String[] args) {
		Lock l = new Lock();
		l.isLocked = true;

		MyRunnable r1 = new MyRunnable(l, 0);
		MyRunnable r2 = new MyRunnable(l, 0);
		Thread t1 = new Thread(r1);
		Thread t2 = new Thread(r2);
		t1.start();
		t2.start();
		/*
		 * 時而鎖住,時而釋放,因為另外兩條線程沒有有时捕捉不到isLocked = false
		 */
//		for (int i = 0; i < 100; i++) {
//			l.isLocked = false;
//			try {
//				Thread.sleep(10);
//			} catch (InterruptedException e) {
//				e.printStackTrace();
//			}
//		}
		//

	}

	public void lock() throws InterruptedException {
		// 当执行这个方法时,isLocked=true时,其他方法无论执行lock方法还是执行Unlock方法都会导致管程死锁
		// 只有手动将isLocked 设置为false才能解决死锁,设置为false时必须让其他线程检测到,所以必须设置时间长一点
		synchronized (this) {
			while (isLocked) {
				synchronized (this.monitorObject) {
					this.monitorObject.wait();
				}
			}
			isLocked = true;
		}
	}

	public void unlock() {
		synchronized (this) {
			this.isLocked = false;
			synchronized (this.monitorObject) {
				this.monitorObject.notify();
			}
		}
	}

	static class MyRunnable implements Runnable {
		Lock l = null;
		int i;

		public MyRunnable(Lock l, int i) {
			this.l = l;
			this.i = i;
		}

		@Override
		public void run() {
			try {
				if (i % 2 == 0) {
					this.l.lock();
				} else {
					this.l.unlock();
				}
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}

	}
}

我们观察lock()方法,执行lock()时,当isLocked 为true时,问题就来了,执行monitorObject的方法块,
但是monitorObject变成了等待状态,但是这是外面的this锁还是被此线程持有的,如果有其他线程要执行lock()
或者unLock(),此时都会产生无限等待的状态,此线程也因此永远处于无限带等待其他线程来唤醒monitorObject的状态,
最终就一直僵持着。

解决方法手动将isLocked设为false.

这一种较坑,编代码时别没事找事做。

3、重入锁死

package com.cxt.Lock;

public class Lock2{
	private boolean isLocked = false;
	
	public static void main(String[] args) {
		Lock2 lock = new Lock2();
		
		MyRunnable r1 = new MyRunnable(lock, true);
		MyRunnable r2 = new MyRunnable(lock, false);
		Thread t1 = new Thread(r1);
		Thread t2 = new Thread(r2);
		t1.start();
		
//		t2.start();
	}
	public synchronized void lock()
		throws InterruptedException{
		while(isLocked){
			wait();
		}
		isLocked = true;
	}

	public synchronized void unlock(){
		isLocked = false;
		notify();
	}
	
	static class MyRunnable implements Runnable{
		Lock2 l = null;
		boolean flag = false;
		public MyRunnable(Lock2 l, boolean flag) {
			this.l = l;
			this.flag = flag;
		}
		@Override
		public void run() {
			if(flag == true)
				try {
//					如果连续执行两次lock(),就会产生系统无限等待的状态
//					解决方法就是在两次中间执行一次unLock()方法
					l.lock();
					System.out.println("Lock!");
//					l.unlock();
//					System.out.println("Unlock!");
					l.lock();
					System.out.println("Lock!");
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			else 
				l.unlock();
		}
		
	}
}

当连续执行两次lock()时会出现:
第一次,isLocked为false,执行完把isLocked设为true.
第二次,isLocked为true,此时就会处于无限等待的状态。

解决方法,两个lock()中间执行一次unLock方法,或者由另外一条线程来执行一次unLock()方法。

重入的概念:如果一个线程持有某个管程对象上的锁,那么它就有权访问所有在该管程对象上同步的块。这就叫可重入。若线程已经持有锁,那么它就可以重复访问所有使用该锁的代码块。
显然这个例子是不可以重入的!

完!
















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死锁的三种形式:一般死锁,嵌套管程锁死,重入锁死

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原文地址:http://blog.csdn.net/dafeng_blog/article/details/38236305

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