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死锁与Lock锁

程序员文章站 2022-04-17 15:19:20
...

死锁

  1. 多个线程互相抱着对方需要的资源,然后形成僵持。

产生死锁的四个必要条件:

  1. 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用
  2. 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放
  3. 不剥夺条件:进程已获得的资源,在未使用完之前,不能强行剥夺
  4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

提示:只需破除任意一个或多个条件就可避免死锁的发生。

参考代码

//死锁:多个线程互相抱着对方需要的资源,然后形成僵持
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
            Makeup g1 = new Makeup(0, "x");
            Makeup g2 = new Makeup(1, "y");

            g1.start();
            g2.start();
    }
}

//口红
class Lipstick{

}

//镜子
class Mirror{

}

class Makeup extends Thread{

    //需要的资源只有一份,用static来保证只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice; //选择
    String girlName; //使用化妆品的人

    Makeup(int choice, String  girlName){
        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }

    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    //化妆,互相持有对方的锁,就是需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice == 0) {
            synchronized (lipstick) { //获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");

/*                //一秒钟后想获得镜子
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (mirror) {
                    System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁"); //形成死锁 --> 防止对方包锁
                }*/
            }
            //一秒钟后想获得镜子
            Thread.sleep(1000);
            synchronized (mirror) {
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
            }
        }else {
            synchronized (mirror) { //获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");

/*                //一秒钟后想获得口红
                Thread.sleep(2000);
                synchronized (lipstick) {
                    System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁"); //形成死锁 --> 防止对方包锁
                }*/
            }
            //一秒钟后想获得口红
            Thread.sleep(2000);
            synchronized (lipstick) {
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
            }
        }
    }
}

Lock(锁)

  1. 从JDK 5.0开始,Java提供了更强大的线程同步机制——通过显示定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当。
  2. java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问,每次只能有一个线程对Lock对象加锁,线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象
  3. ReentrantLock类(可重入锁)实现了Lock,它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义,在实现线程安全的控制中,比较常用的是ReentrantLock,可以显示加锁、释放锁

语法格式

class A{
    private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock();
    public void m(){
        lock.lock();
        try{
            //保证线程安全的代码;
        }
        finally{
            lock.unlock();
            //如果同步代码有异常,要将unlock()写入finally语句块
        }
    }
}

参考代码(未加锁)

//测试锁
public class DemoLock {
    public static void main(String[] args) {
        DemoLock2 demoLock2 = new DemoLock2();

        new Thread(demoLock2).start();
        new Thread(demoLock2).start();
        new Thread(demoLock2).start();
    }
}

class DemoLock2 implements Runnable{

    int ticketNums = 10;


    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (ticketNums > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(ticketNums--);
            }else {
                break;
            }
        }
    }
}

加入锁(Lock锁)

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

//测试锁
public class DemoLock {
    public static void main(String[] args) {
        DemoLock2 demoLock2 = new DemoLock2();

        new Thread(demoLock2).start();
        new Thread(demoLock2).start();
        new Thread(demoLock2).start();
    }
}

class DemoLock2 implements Runnable{

    int ticketNums = 10;

    //定义Lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {

            try {
                lock.lock(); //加锁
                //不安全代码
                if (ticketNums > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                }else {
                    break;
                }
            }finally {
                //解锁
                lock.unlock();
            }

        }
    }
}

synchronized与Lock的对比

  1. Lock是显示锁(手动开启和关闭锁,别忘关锁)synchronized是隐式锁,出了作用域自动释放;

  2. Lock只有代码块锁,synchronized有代码块锁和方法锁;

  3. 使用Lock锁,JVM将花费较少的时间来调度线程,性能更好。并且具有更好的扩展性提供更多的子类);

  4. 优先使用顺序:

    Lock > 同步代码块(已进入方法体,分配了相应资源) > 同步方法(在方法体之外)。

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