如何解決Java多線(xiàn)程死鎖問(wèn)題

死鎖問(wèn)題

死鎖定義

多線(xiàn)程編程中，因為搶占資源造成了線(xiàn)程無(wú)限等待的情況，此情況稱(chēng)為死鎖。

死鎖舉例

注意：線(xiàn)程和鎖的關(guān)系是：一個(gè)線(xiàn)程可以擁有多把鎖，一個(gè)鎖只能被一個(gè)線(xiàn)程擁有。

當兩個(gè)線(xiàn)程分別擁有一把各自的鎖之后，又嘗試去獲取對方的鎖，這樣就會(huì )導致死鎖情況的發(fā)生，具體先看下面代碼：

/**
 * 線(xiàn)程死鎖問(wèn)題
 */
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng  )建兩個(gè)鎖對象
        Object lock1 = new Object();
        Object lock2 = new Object();

        //創(chuàng  )建子線(xiàn)程
        /*
        線(xiàn)程1：①先獲得鎖1 ②休眠1s，讓線(xiàn)程2獲得鎖2 ③線(xiàn)程1嘗試獲取鎖2 線(xiàn)程2同理
         */
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //線(xiàn)程1業(yè)務(wù)邏輯
                synchronized(lock1){
                    System.out.println("線(xiàn)程1得到了鎖子1");
                    try {
                        //休眠1s，讓線(xiàn)程2先得到鎖2
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("線(xiàn)程1嘗試獲取鎖2...");
                    synchronized(lock2){
                        System.out.println("線(xiàn)程1獲得了鎖2!");
                    }
                }
            }
        },"線(xiàn)程1");


        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //線(xiàn)程2業(yè)務(wù)邏輯
                synchronized(lock2){
                    System.out.println("線(xiàn)程2得到了鎖子2");
                    try {
                //休眠1s，讓線(xiàn)程1先得到鎖1；因為線(xiàn)程是并發(fā)執行我們不知道誰(shuí)先執行
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("線(xiàn)程2嘗試獲取鎖1...");
                    synchronized(lock1){
                        System.out.println("線(xiàn)程2獲得了鎖1");
                    }
                }
            }
        },"線(xiàn)程2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

程序運行結果如下：

可以看出，線(xiàn)程1嘗試獲取了鎖2，線(xiàn)程2嘗試獲取了鎖1，但是二者并沒(méi)有獲取到對方的鎖；這就發(fā)生了所謂的“死鎖”！

如何排查死鎖

想要排查死鎖具體細節，可以通過(guò)三個(gè)工具（位于jdk安裝路徑bin目錄）去排查，現在就給大家介紹一下：

1.jconsole

可以看出，線(xiàn)程1和線(xiàn)程2發(fā)生了死鎖，死鎖發(fā)生的位置一目了然

2.jvisualvm

可以看出，發(fā)生了死鎖，線(xiàn)程1和線(xiàn)程2嘗試獲取的鎖是對方的鎖。

3.jmc

可以看出，同樣檢測出了死鎖情況
無(wú)論是用哪個(gè)工具排查死鎖情況都是OK的。

死鎖發(fā)生的條件

1.互斥條件（一個(gè)鎖只能被一個(gè)線(xiàn)程占有，當一個(gè)鎖被一個(gè)線(xiàn)程持有之后，不能再被其他線(xiàn)程持有）；
2.請求擁有（一個(gè)線(xiàn)程擁有一把鎖之后，又去嘗試請求擁有另外一把鎖）；可以解決
3.不可剝奪（一個(gè)鎖被一個(gè)線(xiàn)程占有之后，如果該線(xiàn)程沒(méi)有釋放鎖，其他線(xiàn)程不能強制獲得該鎖）；
4.環(huán)路等待條件（多線(xiàn)程獲取鎖時(shí)形成了一個(gè)環(huán)形鏈）可以解決

怎么解決死鎖問(wèn)題？

環(huán)路等待條件相對于請求擁有更容易實(shí)現，那么通過(guò)破壞環(huán)路等待條件解決死鎖問(wèn)題
破壞環(huán)路等待條件示意圖：

針對于上面死鎖舉例中代碼，解決死鎖，具體看下面代碼：

/**
 * 線(xiàn)程死鎖問(wèn)題
 */
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng  )建兩個(gè)鎖對象
        Object lock1 = new Object();
        Object lock2 = new Object();

        //創(chuàng  )建子線(xiàn)程
        /*
        線(xiàn)程1：①先獲得鎖1 ②休眠1s，讓線(xiàn)程2獲得鎖2 ③線(xiàn)程1嘗試獲取鎖2 線(xiàn)程2同理
         */
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //線(xiàn)程1業(yè)務(wù)邏輯
                synchronized(lock1){
                    System.out.println("線(xiàn)程1得到了鎖子1");
                    try {
                        //休眠1s，讓線(xiàn)程2先得到鎖2
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("線(xiàn)程1嘗試獲取鎖2...");
                    synchronized(lock2){
                        System.out.println("線(xiàn)程1獲得了鎖2!");
                    }
                }
            }
        },"線(xiàn)程1");


        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //線(xiàn)程2業(yè)務(wù)邏輯
                synchronized(lock2){
                    System.out.println("線(xiàn)程2得到了鎖子2");
                    try {
                //休眠1s，讓線(xiàn)程1先得到鎖1；因為線(xiàn)程是并發(fā)執行我們不知道誰(shuí)先執行
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("線(xiàn)程2嘗試獲取鎖1...");
                    synchronized(lock1){
                        System.out.println("線(xiàn)程2獲得了鎖1");
                    }
                }
            }
        },"線(xiàn)程2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

程序運行結果如下：

可以看出，通過(guò)破壞環(huán)路等待條件完美解決了死鎖問(wèn)題

線(xiàn)程通訊機制（wait/notify/notifyAll）

定義

線(xiàn)程通訊機制：一個(gè)線(xiàn)程的動(dòng)作可以讓另外一個(gè)線(xiàn)程感知到，這就是線(xiàn)程通訊機制。
wait()：讓當前線(xiàn)程進(jìn)入休眠等待狀態(tài)；
notify()：?jiǎn)拘旬斍皩ο笊系男菝叩却€(xiàn)程；
notifyAll()：?jiǎn)拘旬斍皩ο笊系乃行菝叩却€(xiàn)程。

相關(guān)面試重點(diǎn)

面試問(wèn)題：
1.wait()使用時(shí)為什么需要加鎖？
因為wait()必須在同步方法或者同步塊中使用，也就是說(shuō)wait()需要配合加鎖一起使用（比如synchronized或Lock），調用對象調用wait()如果沒(méi)有適當的鎖，就會(huì )引發(fā)異常，因此說(shuō)wait()使用時(shí)需要加鎖。
2.wait()使用為什么要釋放鎖？
wait()是Objetc類(lèi)中一個(gè)實(shí)例方法，默認是不傳任何值的，不傳值的時(shí)候表示讓當前線(xiàn)程處于永久休眠等待狀態(tài)，這樣會(huì )造成一個(gè)鎖被一個(gè)線(xiàn)程長(cháng)時(shí)間一直擁有，為了避免這種問(wèn)題的發(fā)生，使用wait()后必須釋放鎖。

wait()/notify()/notifyAll()使用時(shí)注意事項：
使用這三個(gè)方法時(shí)都必須進(jìn)行加鎖；
2.加鎖的對象和調用wait()/notify()/notifyAll()對象必須是同一個(gè)對象；
3.一組wait()/notify()/notifyAll()必須是同一個(gè)對象；
4.notify()只能喚醒當前對象上的一個(gè)休眠等到線(xiàn)程；而notifyAll()可以喚醒當前對象上的所有休眠等待線(xiàn)程。

sleep(0)和wait(0)的區別：
1.sleep()是Thread類(lèi)中一個(gè)靜態(tài)方法，wait()是Object類(lèi)中一個(gè)普通的成員方法；
2.sleep(0)會(huì )立即觸發(fā)一次CPU的搶占執行，wait(0)會(huì )讓當前線(xiàn)程無(wú)限休眠等待下去。

wait()和sleep()的區別：
相同點(diǎn)：
1.都會(huì )讓當前線(xiàn)程進(jìn)行休眠等待；
2.使用二者時(shí)都需處理InterruptedException異常（try/catch）。
不同點(diǎn)：
1.wait()是Object中普通成員方法，sleep是Thread中靜態(tài)方法；
2.wait()使用可以不穿參數，sleep()必須傳入一個(gè)大于等于0的參數；
3.wait()使用時(shí)必須配合加鎖一起使用，sleep()使用時(shí)不需要加鎖；
4.wait()使用時(shí)需要釋放鎖，如果sleep()加鎖后不會(huì )釋放鎖；
5.wait()會(huì )讓當前線(xiàn)程進(jìn)入WAITING狀態(tài)（默認沒(méi)有明確的等待時(shí)間，當被別的線(xiàn)程喚醒或者wait()傳參后超過(guò)等待時(shí)間量自己?jiǎn)拘?，將進(jìn)入就緒狀態(tài)），sleep()會(huì )讓當前線(xiàn)程進(jìn)入TIMED_WAITING狀態(tài)（有明確的結束等待時(shí)間，但是這是死等的方式，休眠結束后進(jìn)入就緒狀態(tài)）。

*為什么wait()處于Object中而不是Thread中？（有點(diǎn)繞 我有點(diǎn)懵了…）
wait()的調用必須進(jìn)行加鎖和釋放鎖操作，而鎖是屬于對象級別非線(xiàn)程級別，也就是說(shuō)鎖針對于對象進(jìn)行操作而不是線(xiàn)程；而線(xiàn)程和鎖是一對多的關(guān)系，一個(gè)線(xiàn)程可以擁有多把鎖，而一個(gè)線(xiàn)程只能被一個(gè)線(xiàn)程擁有，為了靈活操作，就將wait()放在Object中。

LockSupport

LockSupport是對wait()的升級，無(wú)需加鎖也無(wú)需釋放鎖；

LockSupport.park()讓線(xiàn)程休眠，和wait()一樣會(huì )讓線(xiàn)程進(jìn)入WAITING狀態(tài)；LockSupport.unpark()喚醒線(xiàn)程，可以喚醒對象上指定的休眠等待線(xiàn)程；（優(yōu)勢）

LockSupport與wait()區別

wait()與LockSupport的區別：

相同點(diǎn)：
1.二者都可以讓線(xiàn)程進(jìn)入休眠等待狀態(tài)；
2.二者都可以傳參或者不傳參，讓線(xiàn)程都會(huì )進(jìn)入到WAITING狀態(tài)。
不同點(diǎn)：
1.wait()需要配合加鎖一起使用，LockSupport無(wú)需加鎖；
2.wait()只能喚醒對象的隨機休眠線(xiàn)程和全部線(xiàn)程，LockSupport可以喚醒對象的指定休眠線(xiàn)程。

到此這篇關(guān)于如何解決Java多線(xiàn)程死鎖問(wèn)題的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java多線(xiàn)程死鎖內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！