Java多線程 線程同步與死鎖
Java多線程 線程同步與死鎖
1.線程同步
多線程引發(fā)的安全問題
一個(gè)非常經(jīng)典的案例，銀行取錢的問題。假如你有一張銀行卡，里面有5000塊錢，然后你去銀行取款2000塊錢。正在你取錢的時(shí)候，取款機(jī)正要從你的5000余額中減去2000的時(shí)候，你的老婆正巧也在用銀行卡對(duì)應(yīng)的存折取錢，由于取款機(jī)還沒有把你的2000塊錢扣除，銀行查到存折里的余額還剩5000塊錢，準(zhǔn)備減去2000。這時(shí)，有趣的事情發(fā)生了，你和你的老婆從同一個(gè)賬戶共取走了4000元，但是賬戶最后還剩下3000元。
使用代碼模擬下取款過程：
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 創(chuàng)建一個(gè)賬戶，里面有存款5000元
Account account = new Account(5000);
// 模擬取錢過程
GetMoney getMoney = new GetMoney(account);
new Thread(getMoney, "你").start();
new Thread(getMoney, "你老婆").start();
}
}
class GetMoney implements Runnable {
private Account account;
public GetMoney(Account account) {
super();
this.account = account;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "賬戶現(xiàn)在有"
+ account.getMoney() + "元");
// 使效果更明顯，休眠10ms
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int money = account.getMoney() - 2000;
account.setMoney(money);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取了2000元，賬戶現(xiàn)在有"
+ account.getMoney() + "元");
}
}
class Account {
private int money;
public Account(int money) {
super();
this.money = money;
}
public int getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(int money) {
this.money = money;
}
}
看下打印信息：
你賬戶現(xiàn)在有5000元 你老婆賬戶現(xiàn)在有5000元 你取了2000元，賬戶現(xiàn)在有3000元 你老婆取了2000元，賬戶現(xiàn)在有3000元
同步鎖
從上面的案例可以看出，當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)訪問同一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，很容易出現(xiàn)問題。為了避免這種情況出現(xiàn)，我們要保證線程同步互斥，就是指并發(fā)執(zhí)行的多個(gè)線程，在同一時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)線程訪問共享數(shù)據(jù)。
Java中可以使用synchronized關(guān)鍵字來取得一個(gè)對(duì)象的同步鎖。
// Object可以為任何對(duì)象，表示當(dāng)前線程取得該對(duì)象的鎖。
synchronized (Object) {
}
修改一下上面的案例，在run方法中加入同步鎖：
@Override
public void run() {
synchronized (this) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "賬戶現(xiàn)在有"
+ account.getMoney() + "元");
// 使效果更明顯，休眠10ms
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int money = account.getMoney() - 2000;
account.setMoney(money);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "取了2000元，賬戶現(xiàn)在有" + account.getMoney() + "元");
}
}
看下打印信息：
你賬戶現(xiàn)在有5000元 你取了2000元，賬戶現(xiàn)在有3000元 你老婆賬戶現(xiàn)在有3000元 你老婆取了2000元，賬戶現(xiàn)在有1000元
當(dāng)你取錢的時(shí)候，取款機(jī)鎖定了你的賬戶，不允許其他人對(duì)賬戶進(jìn)行操作，當(dāng)你取完錢后，取款機(jī)釋放了你的賬戶，你的老婆才可以取錢。
2.死鎖
同步鎖雖好，但也要科學(xué)使用，不然就會(huì)發(fā)生死鎖，何為死鎖，就是多個(gè)線程同時(shí)被阻塞，它們中的一個(gè)或者全部都在等待某個(gè)資源被釋放。
舉個(gè)栗子，兩個(gè)人面對(duì)面過獨(dú)木橋，甲和乙都已經(jīng)在橋上走了一段距離，即占用了橋的資源，甲如果想通過獨(dú)木橋的話，乙必須退出橋面讓出橋的資源，讓甲通過，但是乙不服，為什么讓我先退出去，我還想先過去呢，于是就僵持不下，導(dǎo)致誰也過不了橋，這就是死鎖。
下面用一段簡單的代碼來模擬死鎖：
public class DeadlockTest {
public static void main(String[] args) {
String str1 = new String("資源1");
String str2 = new String("資源2");
new Thread(new Lock(str1, str2), "線程1").start();
new Thread(new Lock(str2, str1), "線程2").start();
}
}
class Lock implements Runnable {
private String str1;
private String str2;
public Lock(String str1, String str2) {
super();
this.str1 = str1;
this.str2 = str2;
}
@Override
public void run() {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "運(yùn)行");
synchronized (str1) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "鎖住"
+ str1);
Thread.sleep(1000);
synchronized (str2) {
// 執(zhí)行不到這里
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "鎖住" + str2);
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
看下打印信息：
線程1運(yùn)行 線程2運(yùn)行 線程1鎖住資源1 線程2鎖住資源2
第一個(gè)線程鎖住了資源1（甲占有橋的一部分資源），第二個(gè)線程鎖住了資源2（乙占有橋的一部分資源），線程1企圖鎖住資源2（甲讓乙退出橋面，乙不從），進(jìn)入阻塞，線程2企圖鎖住資源1（乙讓甲退出橋面，甲不從），進(jìn)入阻塞，死鎖了。
死鎖的產(chǎn)生是有規(guī)律可循的，只有同時(shí)滿足以下四個(gè)條件，死鎖才會(huì)產(chǎn)生。
1.互斥條件：一個(gè)資源每次只能被一個(gè)進(jìn)程使用。獨(dú)木橋每次只能通過一個(gè)人。
2.請(qǐng)求與保持條件：一個(gè)進(jìn)程因請(qǐng)求資源而阻塞時(shí)，對(duì)已獲得的資源保持不放。乙不退出橋面，甲也不退出橋面。
3.不剝奪條件: 進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能強(qiáng)行剝奪。甲不能強(qiáng)制乙退出橋面，乙也不能強(qiáng)制甲退出橋面。
4.循環(huán)等待條件：若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。如果乙不退出橋面，甲不能通過，甲不退出橋面，乙不能通過。
知道了死鎖產(chǎn)生的必要條件，在開發(fā)中就很容易避免死鎖問題了。
感謝閱讀，希望能幫助到大家，謝謝大家對(duì)本站的支持！
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