- 一、死锁产生的条件
- 二、静态的锁顺序死锁
- 三、动态的锁顺序死锁:
- 四、协作对象之间发生的死锁:
- 五、总结
- 五、总结
一、死锁产生的条件
一般来说,要出现死锁问题需要满足以下条件:
- 互斥条件:一个资源每次只能被一个线程使用。
- 请求与保持条件:一个线程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
- 不剥夺条件:线程已获得的资源,在未使用完之前,不能强行剥夺。
- 循环等待条件:若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
在JAVA编程中,有3种典型的死锁类型:
静态的锁顺序死锁,动态的锁顺序死锁,协作对象之间发生的死锁。
二、静态的锁顺序死锁
a和b两个方法都需要获得A锁和B锁。一个线程执行a方法且已经获得了A锁,在等待B锁;另一个线程执行了b方法且已经获得了B锁,在等待A锁。这种状态,就是发生了静态的锁顺序死锁。
//可能发生静态锁顺序死锁的代码class StaticLockOrderDeadLock {private final Object lockA = new Object();private final Object lockB = new Object();public void a() {synchronized (lockA) {synchronized (lockB) {System.out.println("function a");}}}public void b() {synchronized (lockB) {synchronized (lockA) {System.out.println("function b");}}}}
解决静态的锁顺序死锁的方法就是:所有需要多个锁的线程,都要以相同的顺序来获得锁。
//正确的代码class StaticLockOrderDeadLock {private final Object lockA = new Object();private final Object lockB = new Object();public void a() {synchronized (lockA) {synchronized (lockB) {System.out.println("function a");}}}public void b() {synchronized (lockA) {synchronized (lockB) {System.out.println("function b");}}}}
三、动态的锁顺序死锁:
动态的锁顺序死锁是指两个线程调用同一个方法时,传入的参数颠倒造成的死锁。如下代码,一个线程调用了transferMoney方法并传入参数accountA,accountB;另一个线程调用了transferMoney方法并传入参数accountB,accountA。此时就可能发生在静态的锁顺序死锁中存在的问题,即:第一个线程获得了accountA锁并等待accountB锁,第二个线程获得了accountB锁并等待accountA锁。
//可能发生动态锁顺序死锁的代码class DynamicLockOrderDeadLock {public void transefMoney(Account fromAccount, Account toAccount, Double amount) {synchronized (fromAccount) {synchronized (toAccount) {//...fromAccount.minus(amount);toAccount.add(amount);//...}}}}
动态的锁顺序死锁解决方案如下:使用System.identifyHashCode来定义锁的顺序。确保所有的线程都以相同的顺序获得锁。
//正确的代码class DynamicLockOrderDeadLock {private final Object myLock = new Object();public void transefMoney(final Account fromAccount, final Account toAccount, final Double amount) {class Helper {public void transfer() {//...fromAccount.minus(amount);toAccount.add(amount);//...}}int fromHash = System.identityHashCode(fromAccount);int toHash = System.identityHashCode(toAccount);if (fromHash < toHash) {synchronized (fromAccount) {synchronized (toAccount) {new Helper().transfer();}}} else if (fromHash > toHash) {synchronized (toAccount) {synchronized (fromAccount) {new Helper().transfer();}}} else {synchronized (myLock) {synchronized (fromAccount) {synchronized (toAccount) {new Helper().transfer();}}}}}}
四、协作对象之间发生的死锁:
有时,死锁并不会那么明显,比如两个相互协作的类之间的死锁,比如下面的代码:一个线程调用了Taxi对象的setLocation方法,另一个线程调用了Dispatcher对象的getImage方法。此时可能会发生,第一个线程持有Taxi对象锁并等待Dispatcher对象锁,另一个线程持有Dispatcher对象锁并等待Taxi对象锁。
//可能发生死锁class Taxi {private Point location, destination;private final Dispatcher dispatcher;public Taxi(Dispatcher dispatcher) {this.dispatcher = dispatcher;}public synchronized Point getLocation() {return location;}public synchronized void setLocation(Point location) {this.location = location;if (location.equals(destination))dispatcher.notifyAvailable(this);//外部调用方法,可能等待Dispatcher对象锁}}class Dispatcher {private final Set<Taxi> taxis;private final Set<Taxi> availableTaxis;public Dispatcher() {taxis = new HashSet<Taxi>();availableTaxis = new HashSet<Taxi>();}public synchronized void notifyAvailable(Taxi taxi) {availableTaxis.add(taxi);}public synchronized Image getImage() {Image image = new Image();for (Taxi t : taxis)image.drawMarker(t.getLocation());//外部调用方法,可能等待Taxi对象锁return image;}}
上面的代码中, 我们在持有锁的情况下调用了外部的方法,这是非常危险的(可能发生死锁)。为了避免这种危险的情况发生, 我们使用开放调用。如果调用某个外部方法时不需要持有锁,我们称之为开放调用。
解决协作对象之间发生的死锁:需要使用开放调用,即避免在持有锁的情况下调用外部的方法。
//正确的代码class Taxi {private Point location, destination;private final Dispatcher dispatcher;public Taxi(Dispatcher dispatcher) {this.dispatcher = dispatcher;}public synchronized Point getLocation() {return location;}public void setLocation(Point location) {boolean flag = false;synchronized (this) {this.location = location;flag = location.equals(destination);}if (flag)dispatcher.notifyAvailable(this);//使用开放调用}}class Dispatcher {private final Set<Taxi> taxis;private final Set<Taxi> availableTaxis;public Dispatcher() {taxis = new HashSet<Taxi>();availableTaxis = new HashSet<Taxi>();}public synchronized void notifyAvailable(Taxi taxi) {availableTaxis.add(taxi);}public Image getImage() {Set<Taxi> copy;synchronized (this) {copy = new HashSet<Taxi>(taxis);}Image image = new Image();for (Taxi t : copy)image.drawMarker(t.getLocation());//使用开放调用return image;}}
五、总结
综上,是常见的3种死锁的类型。即:静态的锁顺序死锁,动态的锁顺序死锁,协作对象之间的死锁。在写代码时,要确保线程在获取多个锁时采用一致的顺序。同时,要避免在持有锁的情况下调用外部方法。
