Wu Yudong's Blog

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这篇文章介绍java死锁机制和线程间通信

死锁

死锁：两个或两个以上的线程在争夺资源的过程中，发生的一种相互等待的现象。

同步代码块的嵌套案例

public class MyLock {
	// 创建两把锁对象
	public static final Object objA = new Object();
	public static final Object objB = new Object();
}
public class DieLock extends Thread {
	private boolean flag;
	public DieLock(boolean flag) {
		this.flag = flag;
	}
	@Override
	public void run() {
		if (flag) {
			synchronized (MyLock.objA) {
				System.out.println("if objA");
				synchronized (MyLock.objB) {
					System.out.println("if objB");
				}
			}
		} else {
			synchronized (MyLock.objB) {
				System.out.println("else objB");
				synchronized (MyLock.objA) {
					System.out.println("else objA");
				}
			}
		}
	}
}
public class DieLockDemo {
	public static void main(String[] args) {
		DieLock dl1 = new DieLock(true);
		DieLock dl2 = new DieLock(false);

		dl1.start();
		dl2.start();
	}
}

关于死锁的问题在《java多线程系列3-线程同步》中有过探讨

避免死锁

有很多方针可供我们使用来避免死锁的局面:

• 避免嵌套封锁：这是死锁最主要的原因的，如果你已经有一个资源了就要避免封锁另一个资源。如果你运行时只有一个对象封锁，那是几乎不可能出现一个死锁局面的。例如，这里是另一个运行中没有嵌套封锁的run()方法，而且程序运行没有死锁局面，运行得很成功。
• 只对有请求的进行封锁：你应当只想你要运行的资源获取封锁，比如在上述程序中我在封锁的完全的对象资源。但是如果我们只对它所属领域中的一个感兴趣，那我们应当封锁住那个特殊的领域而并非完全的对象。
• 避免无限期的等待：如果两个线程正在等待对象结束，无限期的使用线程加入，如果你的线程必须要等待另一个线程的结束，若是等待进程的结束加入最好准备最长时间。

线程间通信

1、Condition  newCondition()

返回绑定到此 Lock 实例的新 Condition 实例。在等待条件前，锁必须由当前线程保持。调用 Condition.await() 将在等待前以原子方式释放锁，并在等待返回前重新获取锁。

实现注意事项

Condition 实例的具体操作依赖于 Lock 实现，并且该实现必须对此加以记录。

返回：用于此 Lock 实例的新 Condition 实例

2、public interface Condition

Condition 将 Object 监视器方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用，为每个对象提供多个等待 set（wait-set）。其中，Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用，Condition 替代了 Object 监视器方法的使用。

条件（也称为条件队列 或条件变量）为线程提供了一个含义，以便在某个状态条件现在可能为 true 的另一个线程通知它之前，一直挂起该线程（即让其“等待”）。因为访问此共享状态信息发生在不同的线程中，所以它必须受保护，因此要将某种形式的锁与该条件相关联。等待提供一个条件的主要属性是：以原子方式 释放相关的锁，并挂起当前线程，就像 Object.wait 做的那样。

Condition 实例实质上被绑定到一个锁上。要为特定 Lock 实例获得 Condition 实例，请使用其 newCondition() 方法。

示例：假设创建并启动两个任务，一个用来向账户存款，另一个从同一个账户取款。当取款数额大于账户余额的时，取款线程必须等待。不管什么时候，只要向账户新存了一笔资金，存款线程必须通知提款线程重新尝试。如果余额仍为达到取款数额、提款线程必须继续等待新的存款。

       为了同步这些操作，使用一个由条件的锁newDeposit（即增加到账户的新存款）。如果余额小于取款数额，提款任务将等待newDeposit条件。当存款任务给账户增加资金时，存款任务唤醒等待中的提款任务在次尝试。

代码如下：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ThreadCooperation {
	private static Account account = new Account();
	
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("Thread 1\t\tThread 2\t\tBalance");
		
		//创建一个包含两个线程的线程池
		ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
		executor.execute(new DepositTask());
		executor.execute(new WithDrawTask());
		executor.shutdown();
	}
	
	//向账户中存钱的任务
	public static class DepositTask implements Runnable {
		@Override
		public void run() {
			try {
				while(true) {
					account.deposit((int)(Math.random() * 10) + 1);
					Thread.sleep(1000);
				}	
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
			
		}
	}
	
	//从账户中取款的任务
	public static class WithDrawTask implements Runnable {
		@Override
		public void run() {
			while(true) {
				account.withdraw((int)(Math.random() * 10) + 1);
			}	
		}
	}

	public static class Account {
		// 创建一个锁
		private static Lock lock = new ReentrantLock();

		// 创建一个Condition
		private static Condition newDeposit = lock.newCondition();

		private int balance = 0;

		public int getBalance() {
			return balance;
		}

		public void withdraw(int amount) {
			lock.lock();
			try {
				while (balance < amount) {
					System.out.println("\t\t\tWait for a deposit");
					newDeposit.await();
				}
				balance -= amount;
				System.out.println("\t\t\tWithdraw " + amount + "\t\t"
						+ getBalance());
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			} finally {
				lock.unlock(); // 释放锁
			}
		}

		public void deposit(int amount) {
			lock.lock();
			try {
				balance += amount;
				System.out.println("Deposit " + amount + "\t\t\t\t\t"
						+ getBalance());
				newDeposit.signalAll();
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			} finally {
				lock.unlock(); // 释放锁
			}
		}

	}
}