Java併發基礎04：執行緒技術之死鎖問題

公眾號_程式設計師私房菜發表於2019-01-10
Java執行緒

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我們知道，使用 synchronized 關鍵字可以有效的解決執行緒同步問題，但是如果不恰當的使用 synchronized 關鍵字的話也會出問題，即我們所說的死鎖。死鎖是這樣一種情形：多個執行緒同時被阻塞，它們中的一個或者全部都在等待某個資源被釋放。由於執行緒被無限期地阻塞，因此程式不可能正常終止。

下面寫一個死鎖的例子加深理解。先看程式，再來分析一下死鎖產生的原因：

public class DeadLock {

	public static void main(String[] args) {
		Business business = new Business1();
		//開啟一個執行緒執行Business類中的functionA方法
		new Thread(new Runnable() {
			
			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					business.functionA();
				}
			}
		}).start();
		
		//開啟另一個執行緒執行Business類中的functionB方法
		new Thread(new Runnable() {
			
			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					business.functionB();
				}
			}
		}).start();
	}

}

class Business { //定義兩個鎖，兩個方法
	//定義兩個鎖
	public static final Object lock_a = new Object();
	public static final Object lock_b = new Object();	
	
	public void functionA() {
		synchronized(lock_a) {
			System.out.println("---ThreadA---lock_a---");
			synchronized(lock_b) {
				System.out.println("---ThreadA---lock_b---");
			}
		}
	}
	
	public void functionB() {
		synchronized(lock_b) {
			System.out.println("---ThreadB---lock_b---");
			synchronized(lock_a) {
				System.out.println("---ThreadB---lock_a---");
			}
		}
	}
}
複製程式碼

程式結構很清晰，沒什麼難度，先看一下程式的執行結果：

---ThreadA---lock_a---
---ThreadA---lock_b---
---ThreadA---lock_a---
---ThreadA---lock_b---
---ThreadA---lock_a---
---ThreadA---lock_b---
---ThreadA---lock_a---
---ThreadB---lock_b---

從執行結果來看，執行緒A跑著跑著，當執行緒B一跑，啪嘰一下就掛了~我們來分析一下原因：從上面的程式碼中可以看出，定義了一個類Business，該類中維護了兩個鎖和兩個方法，每個方法都是 synchronized 連環套，並且使用的是不同的鎖。好了，現在 main 方法中開啟兩個執行緒A和B，分別執行Business類中的兩個方法。A優先執行，跑的很爽，當B執行緒也開始執行的時候，問題來了，從執行結果的最後兩行來看，A執行緒進入了 functionA 方法中的第一個 synchronized，拿到了 lock_a 鎖，B執行緒進入了 functionB 中的第一個 `synchronized，拿到了 lock_b 鎖，並且兩者的鎖都還沒釋放。

接下來就是關鍵了：A執行緒進入第二個 synchronized 的時候，發現 lock_b 正在被B佔用，那沒辦法，它只好被阻塞，等唄~同樣地，B執行緒進入第二個 synchronized 的時候，發現 lock_a 正在被A佔用，那沒辦法，它也只好被阻塞，等唄~好了，兩個就這樣互相等著，你不放，我也不放……死了……

上面這個程式對於理解死鎖很有幫助，因為結構很好，不過個人感覺這個死的還不過癮，因為兩個執行緒是實現了兩個不同的 Runnable 介面，只不過呼叫了同一個類的兩個方法而已，因為我把要同步的方法放到一個類中了。下面我把程式改一下，把要同步的程式碼放到一個 Runnable 中，讓它一執行就掛掉……

public class DeadLock {	
	
	public static void main(String[] args) {		
		
		//開啟兩個執行緒，分別扔兩個自定義的Runnable進去
		new Thread(new MyRunnable(true)).start();;
		new Thread(new MyRunnable(false)).start();;
	}
}

class MyRunnable implements Runnable
{
	private boolean flag; //用於判斷，執行不同的同步程式碼塊
	
	MyRunnable(boolean flag) { //構造方法
		this.flag = flag;
	}
	
	@Override
	public void run()
	{
		if(flag)
		{
			while(true){			
				synchronized(MyLock.lock_a)
				{
					System.out.println("--threadA---lock_a--");
					synchronized(MyLock.lock_b)
					{
						System.out.println("--threadA---lock_b--");
					}	
				}
			}
		}
		else
		{
			while(true){			
				synchronized(MyLock.lock_b)
				{
					System.out.println("--threadB---lock_a--");
					synchronized(MyLock.lock_a)
					{
						System.out.println("--threadB---lock_b--");
					}	
				}
			}
		}
	}
}

class MyLock //把兩把鎖放到一個類中定義，是為了兩個執行緒使用的都是這兩把鎖
{
	public static final Object lock_a = new Object();
	public static final Object lock_b = new Object();	
}
複製程式碼

這個死鎖就厲害了，一執行，啪嘰一下直接就掛掉了……看下執行結果：

--threadA---lock_a--
--threadB---lock_b--

以上是死鎖的兩個例子，都比較容易理解和記憶，主要是“設計模式”不太一樣，第一種結構更加清晰，主函式中只要執行邏輯即可，關於同步的部分全扔到 Business 中，這個便於後期維護，我隨便把 Business 扔到哪去執行都行，因為所有同步的東西都在它自己的類中，這種設計思想很好。

第二種是把 Runnable 先定義好，通過構造方法傳進來不同的 boolean 型別值決定執行 run() 方法中不同的部分，這種思路也很容易理解，這種死鎖更厲害，兩個執行緒直接執行相反的部分，直接掛掉，不給對方一點情面~

死鎖就分享這麼多，如有錯誤之處，歡迎指正，我們共同進步~

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