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Java?死鎖解決方案順序鎖和輪詢鎖

更新時(shí)間：2022年05月11日 17:17:29 作者：??Java中文社群????

這篇文章主要介紹了Java?死鎖解決方案順序鎖和輪詢鎖，文章圍繞主題展開詳細(xì)的內(nèi)容介紹，具有一定的參考價(jià)值，需要的小伙伴可以參考一下

public class DeadLockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object lockA = new Object(); // 創(chuàng)建鎖 A
        Object lockB = new Object(); // 創(chuàng)建鎖 B

        // 創(chuàng)建線程 1
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (lockA) {
                    System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    synchronized (lockB) {
                        System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                    }
                }
            }
        });
        t1.start(); // 運(yùn)行線程

        // 創(chuàng)建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (lockB) {
                    System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("線程 2:等待獲取 A...");
                    synchronized (lockA) {
                        System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                    }
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運(yùn)行線程
    }
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：

從上述結(jié)果可以看出，線程 1 和線程 2 都進(jìn)入了死鎖狀態(tài)，相互都在等待對(duì)方釋放鎖。

從上述示例分析可以得出，產(chǎn)生死鎖需要滿足以下 4 個(gè)條件：

互斥條件：指運(yùn)算單元（進(jìn)程、線程或協(xié)程）對(duì)所分配到的資源具有排它性，也就是說在一段時(shí)間內(nèi)某個(gè)鎖資源只能被一個(gè)運(yùn)算單元所占用。
請(qǐng)求和保持條件：指運(yùn)算單元已經(jīng)保持至少一個(gè)資源，但又提出了新的資源請(qǐng)求，而該資源已被其它運(yùn)算單元占有，此時(shí)請(qǐng)求運(yùn)算單元阻塞，但又對(duì)自己已獲得的其它資源保持不放。
不可剝奪條件：指運(yùn)算單元已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪。
環(huán)路等待條件：指在發(fā)生死鎖時(shí)，必然存在運(yùn)算單元和資源的環(huán)形鏈，即運(yùn)算單元正在等待另一個(gè)運(yùn)算單元占用的資源，而對(duì)方又在等待自己占用的資源，從而造成環(huán)路等待的情況。

只有這 4 個(gè)條件同時(shí)滿足，才會(huì)造成死鎖的問題。

那么也就是說，要產(chǎn)生死鎖必須要同時(shí)滿足以上 4 個(gè)條件才行，那我們就可以通過破壞任意一個(gè)條件來解決死鎖問題了。

死鎖解決方案分析

接下來我們來分析一下，產(chǎn)生死鎖的 4 個(gè)條件，哪些是可以破壞的？哪些是不能被破壞的？

互斥條件：系統(tǒng)特性，不能被破壞。
請(qǐng)求和保持條件：可以被破壞。
不可剝奪條件：系統(tǒng)特性，不能被破壞。
環(huán)路等待條件：可以被破壞。

通過上述分析，我們可以得出結(jié)論，我們只能通過破壞請(qǐng)求和保持條件或者是環(huán)路等待條件，從而來解決死鎖的問題，那上線，我們就先從破壞“環(huán)路等待條件”開始來解決死鎖問題。

解決方案1：順序鎖

所謂的順序鎖指的是通過有順序的獲取鎖，從而避免產(chǎn)生環(huán)路等待條件，從而解決死鎖問題的。?

當(dāng)我們沒有使用順序鎖時(shí)，程序的執(zhí)行可能是這樣的：

線程 1 先獲取了鎖 A，再獲取鎖 B，線程 2 與線程 1 同時(shí)執(zhí)行，線程 2 先獲取鎖 B，再獲取鎖 A，這樣雙方都先占用了各自的資源（鎖 A 和鎖 B）之后，再嘗試獲取對(duì)方的鎖，從而造成了環(huán)路等待問題，最后造成了死鎖的問題。

此時(shí)我們只需要將線程 1 和線程 2 獲取鎖的順序進(jìn)行統(tǒng)一，也就是線程 1 和線程 2 同時(shí)執(zhí)行之后，都先獲取鎖 A，再獲取鎖 B，執(zhí)行流程如下圖所示：

因?yàn)橹挥幸粋€(gè)線程能成功獲取到鎖 A，沒有獲取到鎖 A 的線程就會(huì)等待先獲取鎖 A，此時(shí)得到鎖 A 的線程繼續(xù)獲取鎖 B，因?yàn)闆]有線程爭(zhēng)搶和擁有鎖 B，那么得到鎖 A 的線程就會(huì)順利的擁有鎖 B，之后執(zhí)行相應(yīng)的代碼再將鎖資源全部釋放，然后另一個(gè)等待獲取鎖 A 的線程就可以成功獲取到鎖資源，執(zhí)行后續(xù)的代碼，這樣就不會(huì)出現(xiàn)死鎖的問題了。

順序鎖的實(shí)現(xiàn)代碼如下所示：

public class SolveDeadLockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object lockA = new Object(); // 創(chuàng)建鎖 A
        Object lockB = new Object(); // 創(chuàng)建鎖 B
        // 創(chuàng)建線程 1
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (lockA) {
                    System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    synchronized (lockB) {
                        System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                    }
                }
            }
        });
        t1.start(); // 運(yùn)行線程
        // 創(chuàng)建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (lockA) {
                    System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("線程 2:等待獲取B...");
                    synchronized (lockB) {
                        System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                    }
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運(yùn)行線程
    }
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：

從上述執(zhí)行結(jié)果可以看出，程序并沒有出現(xiàn)死鎖的問題。

解決方案2：輪詢鎖

輪詢鎖是通過打破“請(qǐng)求和保持條件”來避免造成死鎖的，它的實(shí)現(xiàn)思路簡(jiǎn)單來說就是通過輪詢來嘗試獲取鎖，如果有一個(gè)鎖獲取失敗，則釋放當(dāng)前線程擁有的所有鎖，等待下一輪再嘗試獲取鎖。

輪詢鎖的實(shí)現(xiàn)需要使用到 ReentrantLock 的 tryLock 方法，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class SolveDeadLockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Lock lockA = new ReentrantLock(); // 創(chuàng)建鎖 A
        Lock lockB = new ReentrantLock(); // 創(chuàng)建鎖 B

        // 創(chuàng)建線程 1(使用輪詢鎖)
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 調(diào)用輪詢鎖
                pollingLock(lockA, lockB);
            }
        });
        t1.start(); // 運(yùn)行線程

        // 創(chuàng)建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lockB.lock(); // 加鎖
                System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("線程 2:等待獲取 A...");
                    lockA.lock(); // 加鎖
                    try {
                        System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                    } finally {
                        lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lockB.unlock(); // 釋放鎖
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運(yùn)行線程
    }
     /**
     * 輪詢鎖
     */
    public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB) {
        while (true) {
            if (lockA.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    if (lockB.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                        try {
                            System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                        } finally {
                            lockB.unlock(); // 釋放鎖
                            System.out.println("線程 1:釋放鎖 B.");
                            break;
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    System.out.println("線程 1:釋放鎖 A.");
                }
            }
            // 等待一秒再繼續(xù)執(zhí)行
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：

從上述結(jié)果可以看出，以上代碼也沒有出現(xiàn)死鎖的問題。

總結(jié)

本文介紹了解決死鎖的 2 種方案：

第 1 種順序鎖：通過改變獲取鎖的順序也就打破“環(huán)路請(qǐng)求條件”來避免死鎖問題的發(fā)生；
第 2 種輪詢鎖：通過輪詢的方式也就是打破“請(qǐng)求和擁有條件”來解決死鎖問題。它的實(shí)現(xiàn)思路是，通過自旋的方式來嘗試獲取鎖，在獲取鎖的途中，如果有任何一個(gè)鎖獲取失敗，則釋放之前獲取的所有鎖，等待一段時(shí)間之后再次執(zhí)行之前的流程，這樣就避免一個(gè)鎖一直（被一個(gè)線程）占用的尷尬了，從而避免了死鎖問題。

到此這篇關(guān)于Java 死鎖終解決方案順序鎖和輪詢鎖的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 死鎖方案內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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