Java中死锁产生的原因有哪些?

 更新时间:2022年05月11日 16:56:01   作者:​ Java中文社群   ​  
这篇文章主要介绍了Java中死锁产生的原因有哪些?死锁即Dead Lock指的是两个或两个以上的运算单元,下文关于其产生的原因,需要的小伙伴可以参考一下

前言:

死锁(Dead Lock)指的是两个或两个以上的运算单元(进程、线程或协程),都在等待对方释放资源,但没有一方提起释放资源,从而造成了一种阻塞的现象就称为死锁。

比如线程 1 拥有了锁 A 的情况下试图获取锁 B,而线程 2 又在拥有了锁 B 的情况下试图获取锁 A,这样双方就进入相互阻塞等待的情况,

如下图所示: 

 死锁的代码实现如下:

import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class DeadLockTest {
    public static void main(String[] args) {
        Object lockA = new Object();
        Object lockB = new Object();
        // 创建线程 1
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            // 1.占有锁 A
            synchronized (lockA) {
                System.out.println("线程1:获得锁A。");
                // 休眠 1s(让线程 2 有时间先占有锁 B)
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 2.获取线程 2 的锁 B
                synchronized (lockB) {
                    System.out.println("线程1:获得锁B。");
                }
            }
        });
        t1.start();
        // 创建线程 2
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            // 1.占有锁 B
            synchronized (lockB) {
                System.out.println("线程2:获得锁B。");
                // 休眠 1s(保证线程 1 能有充足的时间得到锁 A)
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 2.获取线程 1 的锁 A
                synchronized (lockA) {
                    System.out.println("线程2:获得锁A。");
                }
            }
        });
        t2.start();
    }
}

以上程序的执行结果如下图所示: 

 从上述结果可以看出,线程 1 和线程 2 都在等待对方释放锁,这样就造成了死锁问题。

死锁产生原因

死锁的产生需要满足以下 4 个条件:

  • 互斥条件:指运算单元(进程、线程或协程)对所分配到的资源具有排它性,也就是说在一段时间内某个锁资源只能被一个运算单元所占用。
  • 请求和保持条件:指运算单元已经保持至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其它运算单元占有,此时请求运算单元阻塞,但又对自己已获得的其它资源保持不放。
  • 不可剥夺条件:指运算单元已获得的资源,在未使用完之前,不能被剥夺。
  • 环路等待条件:指在发生死锁时,必然存在运算单元和资源的环形链,即运算单元正在等待另一个运算单元占用的资源,而对方又在等待自己占用的资源,从而造成环路等待的情况。

只有以上 4 个条件同时满足,才会造成死锁。

解决死锁

死锁产生要满足以上 4 个必要条件,那么我们只需要改变其中的 1 个或多个条件就可以解决死锁的问题了,比如我们可以通过修改获取锁的顺序来改变环路等待条件。

在未修改获取锁的顺序前,程序的执行流程是这样的: 

 其中 ① 表示先执行,② 表示后执行。 而改变锁的获取顺序之后的执行流程是这样的: 

 此时线程 1 和线程 2 获取锁的顺序是一致的,都是先获取锁 A,再获取锁 B,此时它们的执行流程如下:

  • 线程 1 先获取到锁 A;
  • 线程 1 获取到锁 B;
  • 线程 1 释放了锁 B;
  • 线程 1 释放了锁 A;
  • 线程 2 获取到了锁 A;
  • 线程 2 获取到了锁 B;
  • 线程 2 释放了锁 B;
  • 线程 2 释放了锁 A。

对应的实现代码如下:

import java.util.concurrent.TimeUnit;
class DeadLockTest {
    public static void main(String[] args) {
        Object lockA = new Object();
        Object lockB = new Object();
        // 创建线程 1
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            // 1.获取锁 A
            synchronized (lockA) {
                System.out.println("线程1:获得锁A。");
                // 休眠 1s
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 2.获取锁 B
                synchronized (lockB) {
                    System.out.println("线程1:获得锁B。");
                    System.out.println("线程1:释放锁B。");
                }
                System.out.println("线程1:释放锁A。");
            }
        });
        t1.start();
        // 创建线程 2
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 1.获取锁 A
            synchronized (lockA) {
                System.out.println("线程2:获得锁A。");
                // 2.获取锁
                synchronized (lockB) {
                    System.out.println("线程2:获得锁B。");
                    System.out.println("线程2:释放锁B。");
                }
                System.out.println("线程2:释放锁A。");
            }
        });
        t2.start();
    }
}

以上程序的执行结果如下图所示: 

总结

死锁(Dead Lock)指的是两个或两个以上的运算单元(进程、线程或协程),都在等待对方释放资源,但没有一方提前释放资源,从而造成了一种阻塞的现象就称为死锁。产生死锁需要同时满足 4 个条件:互斥条件、请求和保持条件、不可剥夺条件、环路等待条件,因此我们只需要破坏其中 1 个或多个条件就可以解决死锁的问题了。

到此这篇关于Java中死锁产生的原因有哪些?的文章就介绍到这了,更多相关java死锁产生内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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