Java并发编程实战读书笔记之死锁

Posted 2021-12-23 郭梧悠

死锁的分类

• 前言
• 一、锁顺序死锁
• 二、动态的锁顺序死锁。

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前言

本篇学习笔记源自于《Java并发编程实战》第10章。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、锁顺序死锁

看下面代码，很容易造成死锁，leftRight和rightLeft方法分别获取了left和right锁，只不过二者获取锁的顺序是相反的。那么如果一个Thread调用了leftRight，另一个Thread调用了rightLeft，并且两个Thread的操作是交错执行的，那么就容易发生时所。

class LeftRightDeadlock 
	private final Object left = new Object();
	private final Object right = new Object();
	
	public void leftRight() 
		synchronized(left) 
			synchronized(right) 
				doSomethingA();
			
		
	
	
	public void rightLeft() 
		synchronized(right) 
			synchronized(left) 
				doSomethingB();
			
		
	

如下调用就能发生死锁

ThreadA ：----->锁住left---->尝试锁住right--->永久等待。
ThreadB ：----->锁住right--->尝试锁住left--->永久等待。

根本原因在于leftRight和rightLeft方法获取锁的顺序不一样。如果每个需要left锁和right锁的线程都以相同的顺序来获取left锁和right锁则不存存在此问题。所以如果所有线程以固定的顺序来获取锁，那么在程序中就不会存在因为顺序造成的死锁问题。

所以我们在这里将rightLeft改成跟leftRight一样的顺序即可：

public void rightLeft() 
		synchronized(left) 
			synchronized(right) 
				doSomethingB();
			
		
	

二、动态的锁顺序死锁。

leftRight和rightLeft方法是两个固定写死的方法，所以修改他们很容易，只需要将顺序改变成一致即可。但是，如果是下面的代码呢？是否会发生死锁呢？

	/**
	 * 转账方法
	 * @param fromAccount 谁转账
	 * @param toAccount  转账给谁
	 * @param amount 转账金额
	 */
	public void transferMoneyMoney(Account fromAccount,Account toAccount,DollarAmount amount) 
		synchronized(fromAccount) 
			synchronized(toAccount) 
				//执行转账逻辑
			
		
		
	

transferMoneyMoney方法的作用就是用来转账，参数定了转账账户、被转账账户和转账金额。乍一看没问题，但是仍然会造成死锁，死锁的原因跟leftRight和rightLeft一模一样,都是获取锁的顺序造成的:

ThreadA ：transferMoneyMoney(X,Y)----->锁住X---->尝试锁住Y-->永久等待。
ThreadB ：transferMoneyMoney(Y,X)------>锁住Y--->尝试锁住X--->永久等待。

前面说过只要所有线程以固定的顺序获取锁，那么就不会发生死锁，所以我们改造的方向也有了，就是要达成如下效果，也就是获取所得顺序不应该跟参数的顺序有关，而是固定顺序：

ThreadA ：transferMoneyMoney(X,Y)----->锁住X---->尝试锁住Y-->转账成功。
ThreadB ：transferMoneyMoney(Y,X)------>锁住X--->尝试锁住Y--->转账成功。

有了这个思路我们就可以如下改造：

	/**
	 * 转账方法
	 * @param fromAccount 谁转账
	 * @param toAccount  转账给谁
	 * @param amount 转账金额
	 */
	public void transferMoneyMoney(Account fromAccount,Account toAccount,DollarAmount amount) 
		int fromHash = System.identityHashCode(fromAccount);
		int toHash =  System.identityHashCode(toHash);
		
		if(fromHash>toHash) 
			synchronized(fromAccount) 
				synchronized(toAccount) 
					//执行转账逻辑
				
			
		else if(fromHash<toHash)//说明参数顺序发生改变
			synchronized(toAccount) 
				synchronized(fromAccount) 
					//执行转账逻辑
				
			
		
		
	

根据账号的HashCode大小来判断transferMoneyMoney(X,Y)还是transferMoneyMoney(Y,X).
我们假设xHash>yHash:

ThreadA ：transferMoneyMoney(X,Y)----->锁住X---->尝试锁住Y-->转账成功。
ThreadB ：transferMoneyMoney(Y,X)------>锁住X--->尝试锁住Y--->转账成功。

如果xHash<yHash,那么：

ThreadA ：transferMoneyMoney(X,Y)----->锁住Y---->尝试锁住X-->转账成功。
ThreadB ：transferMoneyMoney(Y,X)------>锁住Y--->尝试锁住X--->转账成功。

可以看出不管fromAccount和toAccount的两个参数怎么调换，都能保证ThreadA和ThreadB获取锁的顺序是一致的，不会造成死锁问题。

下面在处理下fromAccount.hashCode和toAccount.hashCode相等的情况，这个情况好判断，在加一把锁就可以了：

   /**
	 * 转账方法
	 * @param fromAccount 谁转账
	 * @param toAccount  转账给谁
	 * @param amount 转账金额
	 */
	private static final Object lock = new Object(); 
	public void transferMoneyMoney(Account fromAccount,Account toAccount,DollarAmount amount) 
		if(fromHash>toHash) 	
		else if(fromHash<toHash)//说明参数顺序发生改变
		else
		  synchronized(lock)
		    synchronized(fromAccount) 
				synchronized(fromAccount) 
					//执行转账逻辑
				
			
		  
	   
	

在获取两个账号的锁之前，首先需要获取lock锁，从而保证每次只有一个线程以未知的顺序获得者两个锁。

按照《Java并发编程实战》第10.4的测试程序，说上面这么代码仍然有潜在的死锁，但是个人水平有限，暂时没看出来。如果读者发现了，不妨在评论区告知。不胜感激。