JAVA中关于同步与死锁的问题

Posted 2020-07-24 kuillldan

java中当多个现成同时操纵同一资源的时候需要考虑同步的问题。如车站售票，不同售票点卖同一班次车票的时候就要同步，否则卖票会有问题。下面代码模拟车站卖票:

class TicketSeller implements Runnable
{
    public int ticket = 20;

    public void run()
    {
        for(int i = 0; i < 100; i++)
        {
            synchronized(this)
            {
                if(this.ticket-- >0)
                {
                    Utilities.sleep(300);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出一张票,余票:" + (this.ticket) + "张");
                }
            }
        }
    }
}


class Utilities
{
    public static void sleep(int timeSpan)
    {
        try
        {
            Thread.sleep(timeSpan);
        }
        catch (Exception e)
        {
        }
    }
}

class Hello
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        TicketSeller ts = new TicketSeller();
        Thread tl = new Thread(ts,"铜梁站");
        Thread bs = new Thread(ts,"璧山站");
        Thread spb = new Thread(ts,"沙坪坝站");

        tl.start();
        bs.start();
        spb.start();
    }
}

输出结果:

 

但有时过多的使用同步会造成程序性能下降。除此之外过多同步还会发生更严重的后果：死锁。

也就是说，同步代码块中都去争夺同一资源，互不相让。举个例子，在一条东西方向的狭窄的巷道中，AB两车相遇，互补退让，结果是两个车都走不了，这就是死锁。这里隐含了一个情景就是，A车占有东边这一段道路，它需要B车让出B车占有西边的道路，而同时B车占有西边的道路，它需要A车让出A车所占有的西边的道路。两车各自占有各自的资源，且同时争夺对方占有的资源，互补相让，就造成了死锁。

这里，为了更好的阐述并模拟JAVA中死锁的情况。我再举一个例子：

小红和小明马上就要毕业了，都在准备毕业论文的撰写。他们的论文都要用到两本书，一本是《汇编语言》，另一本是《算法导论》。他们都要去图书馆借阅这两本书，但图书馆规定某一人一次只能借阅1本书。于是小红借了《汇编原理》，小明借了《算法导论》。过了一段时间后，他们论文都完成了一 半。此时，小红需要小明手中的《算法导论》，同时小明也要小红手中的《汇编原理》。但是小红对小明说：“你先把《算法导论》给我了，我完成论文后就把《汇编原理》给你。” 小明不同意，他对小红说：“你把《汇编原理》先给我，我完成论文后把《算法导论》给你。” 这样，小红和小明各持有一本书，却又要求获得对方的书才交出自己持有的那本书。他们两人互不相让，结果就导致了死锁的发生。

现在我用JAVA语言对以上场景进行模拟：

class Book
{
    public String name;
    public float price;

    public Book(String name, float price)
    {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }
}


class Student implements Runnable
{
    private String studentName;
    private   Book book1;
    private   Book book2;

    public Student(String studentName,Book book1, Book book2)
    {
        this.book1 = book1;
        this.book2 = book2;

        this.studentName = studentName;
    }

    public void run()
    {
        synchronized(this.book1)
        {
            System.out.println(this.studentName+"拿到了"+this.book1.name +"开始写论文");
            Utilities.sleep(5000);
            System.out.println(this.studentName+"完成一半需要"+this.book2.name);
            synchronized(this.book2)
            {
                System.out.println(this.studentName+"拿到了"+this.book2.name +"继续写论文");
            }
            System.out.println(this.studentName+"完成了论文");
        }
        
    }
} 


class Utilities
{
    public static void sleep(int timeSpan)
    {
        try
        {
            Thread.sleep(timeSpan);
        }
        catch (Exception e)
        {
            System.out.println(e);
        }
    }
}

class Hello
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Book book1 = new Book("汇编原理",23.5f);
        Book book2 = new Book("算法导论",85.5f);

        Thread xh = new Thread(new Student("小红",book1,book2));
        Thread xm = new Thread(new Student("小明",book2,book1));
        xh.start();
        xm.start();
    }
}

输出结果:

上图显示，程序一直卡在这个地方，不会往下执行。这就是死锁。