Java多線程線程同步與死鎖

2019-11-07 23:33:43

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供稿：網(wǎng)友

1.線程同步

多線程引發(fā)的安全問題

一個非常經(jīng)典的案例，銀行取錢的問題。假如你有一張銀行卡，里面有5000塊錢，然后你去銀行取款2000塊錢。正在你取錢的時候，取款機(jī)正要從你的5000余額中減去2000的時候，你的老婆正巧也在用銀行卡對應(yīng)的存折取錢，由于取款機(jī)還沒有把你的2000塊錢扣除，銀行查到存折里的余額還剩5000塊錢，準(zhǔn)備減去2000。這時，有趣的事情發(fā)生了，你和你的老婆從同一個賬戶共取走了4000元，但是賬戶最后還剩下3000元。

使用代碼模擬下取款過程：

public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建一個賬戶，里面有存款5000元 Account account = new Account(5000); // 模擬取錢過程 GetMoney getMoney = new GetMoney(account); new Thread(getMoney, "你").start(); new Thread(getMoney, "你老婆").start(); }}class GetMoney implements Runnable { PRivate Account account; public GetMoney(Account account) { super(); this.account = account; } @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "賬戶現(xiàn)在有" + account.getMoney() + "元"); // 使效果更明顯，休眠10ms try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } int money = account.getMoney() - 2000; account.setMoney(money); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取了2000元，賬戶現(xiàn)在有" + account.getMoney() + "元"); }}class Account { private int money; public Account(int money) { super(); this.money = money; } public int getMoney() { return money; } public void setMoney(int money) { this.money = money; }}

看下打印信息：

你賬戶現(xiàn)在有5000元你老婆賬戶現(xiàn)在有5000元你取了2000元，賬戶現(xiàn)在有3000元你老婆取了2000元，賬戶現(xiàn)在有3000元

同步鎖

從上面的案例可以看出，當(dāng)多個線程同時訪問同一個數(shù)據(jù)時，很容易出現(xiàn)問題。為了避免這種情況出現(xiàn)，我們要保證線程同步互斥，就是指并發(fā)執(zhí)行的多個線程，在同一時間內(nèi)只允許一個線程訪問共享數(shù)據(jù)。 java中可以使用synchronized關(guān)鍵字來取得一個對象的同步鎖。

// Object可以為任何對象，表示當(dāng)前線程取得該對象的鎖。synchronized (Object) {}

修改一下上面的案例，在run方法中加入同步鎖：

@Overridepublic void run() { synchronized (this) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "賬戶現(xiàn)在有" + account.getMoney() + "元"); // 使效果更明顯，休眠10ms try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } int money = account.getMoney() - 2000; account.setMoney(money); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取了2000元，賬戶現(xiàn)在有" + account.getMoney() + "元"); }}

看下打印信息：

你賬戶現(xiàn)在有5000元你取了2000元，賬戶現(xiàn)在有3000元你老婆賬戶現(xiàn)在有3000元你老婆取了2000元，賬戶現(xiàn)在有1000元

當(dāng)你取錢的時候，取款機(jī)鎖定了你的賬戶，不允許其他人對賬戶進(jìn)行操作，當(dāng)你取完錢后，取款機(jī)釋放了你的賬戶，你的老婆才可以取錢。

2.死鎖

同步鎖雖好，但也要科學(xué)使用，不然就會發(fā)生死鎖，何為死鎖，就是多個線程同時被阻塞，它們中的一個或者全部都在等待某個資源被釋放。舉個栗子，兩個人面對面過獨(dú)木橋，甲和乙都已經(jīng)在橋上走了一段距離，即占用了橋的資源，甲如果想通過獨(dú)木橋的話，乙必須退出橋面讓出橋的資源，讓甲通過，但是乙不服，為什么讓我先退出去，我還想先過去呢，于是就僵持不下，導(dǎo)致誰也過不了橋，這就是死鎖。

下面用一段簡單的代碼來模擬死鎖：

public class DeadlockTest { public static void main(String[] args) { String str1 = new String("資源1"); String str2 = new String("資源2"); new Thread(new Lock(str1, str2), "線程1").start(); new Thread(new Lock(str2, str1), "線程2").start(); }}class Lock implements Runnable { private String str1; private String str2; public Lock(String str1, String str2) { super(); this.str1 = str1; this.str2 = str2; } @Override public void run() { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "運(yùn)行"); synchronized (str1) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "鎖住" + str1); Thread.sleep(1000); synchronized (str2) { // 執(zhí)行不到這里 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "鎖住" + str2); } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }}

看下打印信息：

線程1運(yùn)行線程2運(yùn)行線程1鎖住資源1線程2鎖住資源2

第一個線程鎖住了資源1（甲占有橋的一部分資源），第二個線程鎖住了資源2（乙占有橋的一部分資源），線程1企圖鎖住資源2（甲讓乙退出橋面，乙不從），進(jìn)入阻塞，線程2企圖鎖住資源1（乙讓甲退出橋面，甲不從），進(jìn)入阻塞，死鎖了。

死鎖的產(chǎn)生是有規(guī)律可循的，只有同時滿足以下四個條件，死鎖才會產(chǎn)生。

1.互斥條件：一個資源每次只能被一個進(jìn)程使用。獨(dú)木橋每次只能通過一個人。

2.請求與保持條件：一個進(jìn)程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。乙不退出橋面，甲也不退出橋面。

3.不剝奪條件: 進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能強(qiáng)行剝奪。甲不能強(qiáng)制乙退出橋面，乙也不能強(qiáng)制甲退出橋面。

4.循環(huán)等待條件：若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。如果乙不退出橋面，甲不能通過，甲不退出橋面，乙不能通過。

知道了死鎖產(chǎn)生的必要條件，在開發(fā)中就很容易避免死鎖問題了。