【并发技术04】线程技术之死锁问题

我们知道，使用 synchronized 关键字可以有效的解决线程同步问题，但是如果不恰当的使用 synchronized 关键字的话也会出问题，即我们所说的死锁。死锁是这样一种情形：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。由于线程被无限期地阻塞，因此程序不可能正常终止。
我们先写一个死锁的例子，再来分析一下死锁产生的原因：

1. public class DeadLock {

2.    public static void main(String[] args) {

3.        Business business = new Business1();

4.        //开启一个线程执行Business类中的functionA方法

5.        new Thread(new Runnable() {        

6.            @Override

7.            public void run() {

8.                while(true) {

9.                    business.functionA();

10.                }

11.            }

12.        }).start();

13.        //开启另一个线程执行Business类中的functionB方法

14.        new Thread(new Runnable() {        

15.            @Override

16.            public void run() {

17.                while(true) {

18.                    business.functionB();

19.                }

20.            }

21.        }).start();

22.    }

23. }

24. class Business { //定义两个锁，两个方法

25.    //定义两个锁

26.    public static final Object lock_a = new Object();

27.    public static final Object lock_b = new Object();  

28.    public void functionA() {

29.        synchronized(lock_a) {

30.            System.out.println("---ThreadA---lock_a---");

31.            synchronized(lock_b) {

32.                System.out.println("---ThreadA---lock_b---");

33.            }

34.        }

35.    }

36.    public void functionB() {

37.        synchronized(lock_b) {

38.            System.out.println("---ThreadB---lock_b---");

39.            synchronized(lock_a) {

40.                System.out.println("---ThreadB---lock_a---");

41.            }

42.        }

43.    }

44. }

程序的结构很清晰，没什么难度，先看一下程序的执行结果：

---ThreadA---locka---
---ThreadA---lockb---
---ThreadA---locka---
---ThreadA---lockb---
---ThreadA---locka---
---ThreadA---lockb---
---ThreadA---locka---
---ThreadB---lockb---

从执行结果来看，线程 A 跑着跑着，当线程 B 一跑，啪叽一下就挂了。我们来分析一下原因：从上面的代码中可以看出，定义了一个类 Business，该类中维护了两个锁和两个方法，每个方法都是 synchronized 连环套，并且使用的是不同的锁。好了，现在 main 方法中开启两个线程 A 和 B，分别执行 Business 类中的两个方法。A 优先执行，跑的很爽，当 B 线程也开始执行的时候，问题来了，从执行结果的最后两行来看，A 线程进入了 functionA方法中的第一个 synchronized，拿到了 lock_a 锁，B 线程进入了 functionB 中的第一个 synchronized，拿到了 lock_b 锁，并且两者的锁都还没释放。接下来就是关键了：A 线程进入第二个 synchronized 的时候，发现 lock_b 正在被 B 占用，那没办法，它只好被阻塞，等呗~同样地，B 线程进入第二个 synchronized 的时候，发现 lock_a 正在被 A 占用，那没办法，它也只好被阻塞，等呗~好了，两个就这样互相等着，你不放，我也不放……死了……

上面这个程序对于理解死锁很有帮助，因为结构很好，不过个人感觉这个死的还不过瘾，因为两个线程是实现了两个不同的 Runnable 接口，只不过调用了同一个类的两个方法而已，因为我把要同步的方法放到一个类中了。下面我把程序改一下，把要同步的代码放到一个 Runnable 中，让它一运行就挂掉……

1. public class DeadLock {    

2.    public static void main(String[] args) {            

3.        //开启两个线程，分别扔两个自定义的Runnable进去

4.        new Thread(new MyRunnable(true)).start();;

5.        new Thread(new MyRunnable(false)).start();;

6.    }

7. }

8. class MyRunnable implements Runnable

9. {

10.    private boolean flag; //用于判断，执行不同的同步代码块

11.    MyRunnable(boolean flag) { //构造方法

12.        this.flag = flag;

13.    }

14.    @Override

15.    public void run()

16.    {

17.        if(flag)

18.        {

19.            while(true){            

20.                synchronized(MyLock.lock_a)

21.                {

22.                    System.out.println("--threadA---lock_a--");

23.                    synchronized(MyLock.lock_b)

24.                    {

25.                        System.out.println("--threadA---lock_b--");

26.                    }  

27.                }

28.            }

29.        }

30.        else

31.        {

32.            while(true){            

33.                synchronized(MyLock.lock_b)

34.                {

35.                    System.out.println("--threadB---lock_a--");

36.                    synchronized(MyLock.lock_a)

37.                    {

38.                        System.out.println("--threadB---lock_b--");

39.                    }  

40.                }

41.            }

42.        }

43.    }

44. }

45. class MyLock //把两把锁放到一个类中定义，是为了两个线程使用的都是这两把锁

46. {

47.    public static final Object lock_a = new Object();

48.    public static final Object lock_b = new Object();  

49. }

这个死锁就厉害了，一运行，啪叽一下直接就挂掉了……看下运行结果：

--threadA---locka--
--threadB---lockb--

以上是死锁的两个例子，都比较容易理解和记忆，主要是 “设计模式” 不太一样，第一种结构更加清晰，主函数中只要运行逻辑即可，关于同步的部分全扔到 Business 中，这个便于后期维护，我随便把 Business 扔到哪去执行都行，因为所有同步的东西都在它自己的类中，这种设计思想很好。第二种是把 Runnable 先定义好，通过构造方法传进来不同的 boolean 类型值决定执行 run() 方法中不同的部分，这种思路也很容易理解，这种死锁更厉害，两个线程直接执行相反的部分，直接挂掉，不给对方一点情面~

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