java中多线程产生死锁的原因以及解决意见

Posted 2021-01-11 free time

1.  java中导致死锁的原因

　　多个线程同时被阻塞，它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放，而该资源又被其他线程锁定，从而导致每一个线程都得等其它线程释放其锁定的资源，造成了所有线程都无法正常结束。这是从网上其他文档看到的死锁产生的四个必要条件：

• 1、互斥使用，即当资源被一个线程使用(占有)时，别的线程不能使用
• 2、不可抢占，资源请求者不能强制从资源占有者手中夺取资源，资源只能由资源占有者主动释放。
• 3、请求和保持，即当资源请求者在请求其他的资源的同时保持对原有资源的占有。
• 4、循环等待，即存在一个等待队列：P1占有P2的资源，P2占有P3的资源，P3占有P1的资源。这样就形成了一个等待环路。

当上述四个条件都成立的时候，便形成死锁。当然，死锁的情况下如果打破上述任何一个条件，便可让死锁消失。下面用java代码来模拟一下死锁的产生。

模拟两个资源：

public class ThreadResource
{
    public static Object resource1 = new Object();
    
    public static Object resource2 = new Object();
}

模拟线程1占用资源1并申请获得资源2的锁：

public class Thread1 implements Runnable
{
    
    @Override
    public void run()
    {
        try
        {
            System.out.println("Thread1 is running");
            synchronized (ThreadResource.resource1)
            {
                System.out.println("Thread1 lock resource1");
                Thread.sleep(2000);//休眠2s等待线程2锁定资源2
                synchronized (ThreadResource.resource2)
                {
                    System.out.println("Thread1 lock resource2");
                }
                System.out.println("Thread1 release resource2");
            }
            System.out.println("Thread1 release resource1");
        }
        catch (Exception e)
        {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        System.out.println("Thread1 is stop");
    }
    
}

模拟线程2占用资源2并申请获得资源1的锁：

public class Thread2 implements Runnable
{
    
    @Override
    public void run()
    {
        try
        {
            System.out.println("Thread2 is running");
            synchronized (ThreadResource.resource2)
            {
                System.out.println("Thread2 lock resource2");
                Thread.sleep(2000);//休眠2s等待线程1锁定资源1
                synchronized (ThreadResource.resource1)
                {
                    System.out.println("Thread2 lock resource1");
                }
                System.out.println("Thread2 release resource1");
            }
            System.out.println("Thread2 release resource2");
        }
        catch (Exception e)
        {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        System.out.println("Thread2 is stop");
    }
    
}

同时运行俩个线程：

public class ThreadTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
       new Thread(new Thread1()).start();
       new Thread(new Thread2()).start();
    }
}

最后输出结果是：

Thread1 is running
Thread2 is running
Thread1 lock resource1
Thread2 lock resource2

并且程序一直无法结束。这就是由于线程1占用了资源1，此时线程2已经占用资源2,。这个时候线程1想要使用资源2，线程2想要使用资源1,。两个线程都无法让步，导致程序死锁。

2.  java避免死锁的解决意见

由上面的例子可以看出当线程在同步某个对象里，再去锁定另外一个对象的话，就和容易发生死锁的情况。最好是线程每次只锁定一个对象并且在锁定该对象的过程中不再去锁定其他的对象，这样就不会导致死锁了。比如将以上的线程改成下面这种写法就可以避免死锁：

public void run()
    {
        try
        {
            System.out.println("Thread1 is running");
            synchronized (ThreadResource.resource1)
            {
                System.out.println("Thread1 lock resource1");
                Thread.sleep(2000);//休眠2s等待线程2锁定资源2
            }
            System.out.println("Thread1 release resource1");
            synchronized (ThreadResource.resource2)
            {
                System.out.println("Thread1 lock resource2");
            }
            System.out.println("Thread1 release resource2");
        }
        catch (Exception e)
        {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        System.out.println("Thread1 is stop");
    }

但是有的时候业务需要同时去锁定两个对象，比如转账业务：A给B转账，需要同时锁定A、B两个账户。如果A、B相互同时转账的话就会出现死锁的情况。这时可以定义一个规则：锁定账户先后的规则。根据账户的某一个属性（比如id或者hasCode），判断锁定的先后。即每一次转账业务都是先锁定A再锁定B（或者先锁定B在锁定A），这样也不会导致死锁的发生。比如按照上面的例子，需要同时锁定两个资源，可以根据资源的hashcode值大小来判断先后锁定顺序。可以这样改造线程：

public class Thread3 implements Runnable
{
    
    @Override
    public void run()
    {
        try
        {
            System.out.println("Thread is running");
            if ( ThreadResource.resource1.hashCode() > ThreadResource.resource2.hashCode() )
            {
                //先锁定resource1
                synchronized (ThreadResource.resource1)
                {
                    System.out.println("Thread lock resource1");
                    Thread.sleep(2000);
                    synchronized (ThreadResource.resource2)
                    {
                        System.out.println("Thread lock resource2");
                    }
                    System.out.println("Thread release resource2");
                }
                System.out.println("Thread release resource1");
            }
            else
            {
                //先锁定resource2
                synchronized (ThreadResource.resource2)
                {
                    System.out.println("Thread lock resource2");
                    Thread.sleep(2000);
                    synchronized (ThreadResource.resource1)
                    {
                        System.out.println("Thread lock resource1");
                    }
                    System.out.println("Thread release resource1");
                }
                System.out.println("Thread release resource2");
            }
        }
        catch (Exception e)
        {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        System.out.println("Thread1 is stop");
    }
    
}

总结：死锁常见于，线程在锁定对象还没释放时，又需要锁定另一个对象，并且此时该对象可能被另一个线程锁定。这种时候很容易导致死锁。因此在开发时需要慎重使用锁，尤其是需要注意尽量不要在锁里又加锁。

 

注意：本文仅代表个人理解和看法哟！和本人所在公司和团体无任何关系！