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死锁

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Java的线程锁是可重入的锁。

什么是可重入的锁?我们还是来看例子:

public class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void add(int n) {
        if (n < 0) {
            dec(-n);
        } else {
            count += n;
        }
    }

    public synchronized void dec(int n) {
        count += n;
    }
}

观察synchronized修饰的add()方法,一旦线程执行到add()方法内部,说明它已经获取了当前实例的this锁。如果传入的n < 0,将在add()方法内部调用dec()方法。由于dec()方法也需要获取this锁,现在问题来了:

对同一个线程,能否在获取到锁以后继续获取同一个锁?

答案是肯定的。JVM允许同一个线程重复获取同一个锁,这种能被同一个线程反复获取的锁,就叫做可重入锁。

由于Java的线程锁是可重入锁,所以,获取锁的时候,不但要判断是否是第一次获取,还要记录这是第几次获取。每获取一次锁,记录+1,每退出synchronized块,记录-1,减到0的时候,才会真正释放锁。

死锁

一个线程可以获取一个锁后,再继续获取另一个锁。例如:

public void add(int m) {
    synchronized(lockA) { // 获得lockA的锁
        this.value += m;
        synchronized(lockB) { // 获得lockB的锁
            this.another += m;
        } // 释放lockB的锁
    } // 释放lockA的锁
}

public void dec(int m) {
    synchronized(lockB) { // 获得lockB的锁
        this.another -= m;
        synchronized(lockA) { // 获得lockA的锁
            this.value -= m;
        } // 释放lockA的锁
    } // 释放lockB的锁
}

在获取多个锁的时候,不同线程获取多个不同对象的锁可能导致死锁。对于上述代码,线程1和线程2如果分别执行add()dec()方法时:

  • 线程1:进入add(),获得lockA
  • 线程2:进入dec(),获得lockB

随后:

  • 线程1:准备获得lockB,失败,等待中;
  • 线程2:准备获得lockA,失败,等待中。

此时,两个线程各自持有不同的锁,然后各自试图获取对方手里的锁,造成了双方无限等待下去,这就是死锁。

死锁发生后,没有任何机制能解除死锁,只能强制结束JVM进程。

因此,在编写多线程应用时,要特别注意防止死锁。因为死锁一旦形成,就只能强制结束进程。

那么我们应该如何避免死锁呢?答案是:线程获取锁的顺序要一致。即严格按照先获取lockA,再获取lockB的顺序,改写dec()方法如下:

public void dec(int m) {
    synchronized(lockA) { // 获得lockA的锁
        this.value -= m;
        synchronized(lockB) { // 获得lockB的锁
            this.another -= m;
        } // 释放lockB的锁
    } // 释放lockA的锁
}

练习

请观察死锁的代码输出,然后修复。

死锁

小结

Java的synchronized锁是可重入锁;

死锁产生的条件是多线程各自持有不同的锁,并互相试图获取对方已持有的锁,导致无限等待;

避免死锁的方法是多线程获取锁的顺序要一致。


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