【Java多线程】你了解死锁吗？【Lock锁】

➤ Java多线程编程【一文全解】

01 什么是死锁？

        多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。某一个同步块同时拥有“ 两个以上对象的锁 ” 时，就可能会发生 " 死锁 " 问题。

        简单来说就是，甲需要乙手中的东西，而乙又想要甲手中的东西，两者陷入死循环，这就是死锁。

例：有两个女生，一个是灰姑娘，一个是白雪公主，两人都想化妆，但一个有口红，一个有镜子，她们都互相想要对方手里的东西，陷入了僵持：这就是死锁

//死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup girl1 = new Makeup(0,"灰姑娘");
        Makeup girl2 = new Makeup(1,"白雪公主");

        girl1.start();
        girl2.start();
    }
}

//口红
class LipStick{}

//镜子
class Mirror{}

class Makeup extends Thread{
    //需要的资源只有一份，用static来保证只有一份（不然不同对象的都不同）
    static LipStick lipstick = new LipStick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice;//选择
    String name;//使用化妆品的人

    Makeup(int choice,String name){
        this.choice = choice;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    //化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if(choice == 0){
            synchronized(lipstick) {
                System.out.println(this.name + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
                //一秒钟后获得锁
                synchronized (mirror) {
                    System.out.println(this.name+ "获得镜子的锁");
                    Thread.sleep(1000);
                }
            }
        }else{
            synchronized(mirror){
                System.out.println(this.name+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(1000);
                //一秒钟后获得锁
                synchronized(lipstick){
                    System.out.println(this.name+"获得口红的锁");
                    Thread.sleep(1000);
                }
            }
        }
    }
}
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02 如何避免死锁？

产生死锁的四个必要条件：

1. 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用；
2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放；
3. 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺；
4. 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系；

只要破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生

03 Lock 锁

• 从JDK5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制 —— 通过显示定义同步锁对象来实现同步；同步锁使用Lock对象充当；
• java.util.concurrent.locks.Lock 接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具；
• 锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对 Lock 对象加锁，线程开始访问共享资源之前应该先获得 Lock 对象；
• ReentrantLock 类实现了 Lock，它拥有与 synchronized 相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常见的是 ReentrantLock，可以显式加锁，释放锁；

class Test{
	private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
	public void method(){
		lock.lock();
		try{
			//保证线程安全的代码
		}finally{
			lock.unlock();
			//如果同步代码有异常，要将unlock()写入finally语句块
		}
	}
}
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synchronized 与 Lock 的对比：

• Lock是显示锁（手动开启和关闭锁，别忘记关锁）synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放；
• Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁；
• 使用 Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好，且具有更好的扩展性（提供更多的子类）；
• 优先使用顺序：
  • Lock > 同步代码块(已经进入方法体，分配了相应资源) > 同步方法（在方法体之外）

先看不加锁的，运行结果发现输出结果有误：

然后用 ReentrantLock 加锁解锁 解决：

//测试Lock锁
public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock2 t= new TestLock2();
        new Thread(t).start();
        new Thread(t).start();
        new Thread(t).start();
    }
}
class TestLock2 implements Runnable{
    int ticketNums = 10;

    //定义Lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            try{
                lock.lock();//加锁
                if(ticketNums>0){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                }else{
                    break;
                }
            }finally {
                //解锁
                lock.unlock();
            }

        }
    }
}
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