Java并发编程基础---(15)Java死锁总结

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写在前面:

    死锁是进程死锁的简称,死锁是操作系统层面的一个错误,是进程死锁的简称,最早在 1965 年由 Dijkstra 在研究银行家算法时提出的是指多个进程循环等待他方占有的资源而无限的僵持下去的局面。很显然,没有外力作用,那么死锁涉及到的各个进程都将永远处于封锁状态。

死锁的产生:

    计算机系统产生死锁的根本原因就是资源有限且操作不当。

    (1)一种原因是系统提供的资源太少了,远不能满足并发进程对资源的需求。这种竞争资源引起的死锁是我们将要讨论的核心。例如:一种临时性资源。某一时刻,进程A等待进程B发来的信息,进程B等待进程C发来的信息,而进程C又等待进程A发来的信息>。信息未到,A、B、C三个进程均无法向前推进,也会发生进程通信上的死锁。

    (2)另一种原因是进程推进顺序不合适而引发的死锁。

产生死锁的四个必要条件:

    (1)互斥条件:即某个资源在一段时间内只能由一个进程占有,不能同时被两个或者两个以上的进程占有。

    (2)不可抢占条件:进程所获得的资源在未使用完毕之前,资源申请者不能强行从资源占有者手中夺取资源,而只能由该资源占有者自行释放。

    (3)占有申请条件:进程至少已经占有一个条件,但又申请新的资源;由于该资源已被另外进程占有,此时该进程阻塞;但是,他在等待新的资源之时,仍然继续占有已占用的资源。

    (4)换路等待:存在一个进程等待序列{p1,p2,..,pn}其中P1等待P2所占有的资源,P2等待P3占有的资源,.....,而Pn等待P1所占有的资源,形成一个进程循环等待环。

    当出现死锁时,上述四个条件将会同时满足,也就是说只有一个条件不满足时,就不是死锁。

如何避免死锁:

    (1)打破互斥条件:允许进程同时访问某些资源,但是,有的资源不允许被同时访问,就像打印机,这是由资源的本身来决定的,所以这个方法并没有什么实用的价值。

    (2)打破不可抢占的条件:就是说允许进程强行从资源的占有者那里抢夺资源。这种方法实现起来很困难,会降低性能。

    (3)打破占有申请条件:可以实现资源预先分配策略,在进程运行前一次性向系统申请他所需要的全部资源。如果进程所需的资源不能满足,则不分配任何资源,进程暂时不运行。(问题:1.在很多时候,一个进程在执行之前不可能知道它所有的全部资源,进程在执行的过程中,是动态的。2.资源利用率低。3.降低进程的并发性,因为资源有效,有加上存在浪费,能分配的所需全部资源的进程个数必然很少。)

    (4)打破循环等待条件:实行资源的有序分配策略,把资源事先分类编号,按号分配,使进程在申请,占用资源时候不能形成环路,所有进程对资源的请求必须严格按照资源号递增的顺序提出,进程占用了小号的资源,才能申请大号资源。就会形成环路。(缺点:限制进程对资源的请求,同时对系统中的所有资源合理编号也是很有困难的,增加额外的系统开销。)

死锁的案例:

package deadlock;

public class DeadLockDemo1 {
	public static String arr1 = "锁1";
	public static String arr2 = "锁2";

	public static void main(String[] args) {
		Thread thread1 = new Thread(new Lock1());
		Thread thread2 = new Thread(new Lock2());
		thread1.start();
		thread2.start();

	}

}

class Lock1 implements Runnable {

	@Override
	public void run() {
		try {
			System.out.println("线程1");
			while (true) {
				synchronized (DeadLockDemo1.arr1) {
					System.out.println("线程1锁住arr1");
					Thread.sleep(3000);// 保证线程2锁住arr2
					synchronized (DeadLockDemo1.arr2) {
						System.out.println("线程1获取arr2");
					}
				}
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}
}

class Lock2 implements Runnable {

	@Override
	public void run() {
		try {
			System.out.println("线程2");
			while (true) {
				synchronized (DeadLockDemo1.arr2) {
					System.out.println("线程2锁住arr2");
					Thread.sleep(3000); // 保证线程2锁住arr2
					synchronized (DeadLockDemo1.arr1) {
						System.out.println("线程1获取arr1");
					}
				}
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}
}

    这个案例之中,线程1先锁住arr1,线程2锁住arr2之后,线程1想获取arr2,线程2想获取arr1,这样两个线程之间谁都不释放手中的资源,都在等待对方释放资源。这样就产生了死锁。

控制台会输出:

线程1
线程1锁住arr1
线程2
线程2锁住arr2
但程序进入死锁,永远不会结束。

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