基于ReentrantLock发生死锁的解决方案

时间  2019-11-12
标签 基于 reentrantlock 发生 死锁 解决 方案 栏目 Java 繁體版
原文   原文链接

概念

死锁

是指两个或两个以上的进程在执行过程当中，因争夺资源而形成的一种互相等待的现象，若无外力做用，它们都将没法推动下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。 因为资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得有关进程在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而没法继续运行，这就产生了一种特殊现象：死锁。”java

活锁(英文 livelock)

指事物1可使用资源，但它让其余事物先使用资源；事物2可使用资源，但它也让其余事物先使用资源，因而二者一直谦让，都没法使用资源。数组

避免活锁的简单方法是采用先来先服务的策略。当多个事务请求封锁同一数据对象时，封锁子系统按请求封锁的前后次序对事务排队，数据对象上的锁一旦释放就批准申请队列中第一个事务得到锁。多线程

示例一

使用tryLock()方法来防止多线程死锁。dom

tryLock()方法：尝试获取一把锁，若是获取成功返回true，若是还拿不到锁，就返回false。ide

public class DeadLock1 {

    private static Lock lock1 = new ReentrantLock();
    private static Lock lock2 = new ReentrantLock();

    public static void deathLock() {
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    if (lock1.tryLock()) {
                        try {
                            //若是获取成功则执行业务逻辑，若是获取失败，则释放lock1的锁，自旋从新尝试得到锁
                            if (lock2.tryLock()) {
                                try {
                                    System.out.println("Thread1：已成功获取 lock1 and lock2 ...");
                                    break;
                                } finally {
                                    lock2.unlock();
                                }
                            }
                        } finally {
                            lock1.unlock();
                        }
                    }
                    System.out.println("Thread1：获取锁失败，从新获取---");
                    try {
                        //防止发生活锁
                        TimeUnit.NANOSECONDS.sleep(new Random().nextInt(100));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    if (lock2.tryLock()) {
                        try {
                            //若是获取成功则执行业务逻辑，若是获取失败，则释放lock2的锁，自旋从新尝试得到锁
                            if (lock1.tryLock()) {
                                try {
                                    System.out.println("Thread2：已成功获取 lock2 and lock1 ...");
                                    break;
                                } finally {
                                    lock1.unlock();
                                }
                            }
                        } finally {
                            lock2.unlock();
                        }
                    }
                    System.out.println("Thread2：获取锁失败，从新获取---");
                    try {
                        //防止发生活锁
                        TimeUnit.NANOSECONDS.sleep(new Random().nextInt(100));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            deathLock();
        }
    }
}

该示例启动两个线程。线程1首先获取lock1的锁，而后再获取lock2的锁；线程2首先获取lock2的锁，而后再获取lock1的锁。这样若是这时线程1得到了lock1的锁，同时线程2得到lock2的锁，而后线程1尝试去得到lock2的锁，线程2尝试得到线程1的锁，就会形成死锁。spa

咱们这里使用tryLock来获取两个锁，若是一个线程不能同时获取两把锁，那么就回退并自旋从新尝试（使用while循环）。再使用TimeUnit.NANOSECONDS.sleep(new Random().nextInt(100));随机休眠一段时间，从而下降发生活锁的可能性。若是处理成功，则使用break跳出循环。线程

示例二

使用tryLock(long timeout, TimeUnit unit) 方法来防止多线程死锁。日志

tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是相似的，只不过区别在于这个方法在拿不到锁时会等待必定的时间，在时间期限以内若是还拿不到锁，就返回false。若是一开始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁，则返回true。code

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class DeadLock2 {

    private static ReentrantLock lock1 = new ReentrantLock();
    private static ReentrantLock lock2 = new ReentrantLock();

    public static void deathLock() {
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        if (lock1.tryLock(10, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
                            try {
                                //若是获取成功则执行业务逻辑，若是获取失败，则释放lock1的锁，自旋从新尝试得到锁
                                if (lock2.tryLock(10, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
                                    System.out.println("Thread1：已成功获取 lock1 and lock2 ...");
                                    break;
                                }
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            } finally {
                                if(lock2.isHeldByCurrentThread()){
                                    lock2.unlock();
                                }
                            }
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        if(lock1.isHeldByCurrentThread()){
                            lock1.unlock();
                        }
                    }
                    System.out.println("Thread1：获取锁失败，从新获取---");
                    try {
                        TimeUnit.NANOSECONDS.sleep(new Random().nextInt(100));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        if (lock2.tryLock(10, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
                            try {
                                //若是获取成功则执行业务逻辑，若是获取失败，则释放lock1的锁，自旋从新尝试得到锁
                                if (lock1.tryLock(10, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
                                    System.out.println("Thread2：已成功获取 lock2 and lock1 ...");
                                    break;
                                }
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            } finally {
                                if(lock1.isHeldByCurrentThread()){
                                    lock1.unlock();
                                }
                            }
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        if(lock2.isHeldByCurrentThread()){
                            lock2.unlock();
                        }
                    }
                    System.out.println("Thread2：获取锁失败，从新获取---");
                    try {
                        TimeUnit.NANOSECONDS.sleep(new Random().nextInt(100));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            deathLock();
        }
    }
}

该示例同示例一。咱们这里使用tryLock(long time, TimeUnit unit)来获取两个锁，若是一个线程不能同时获取两把锁，那么就回退并自旋从新尝试（使用while循环）。在使用TimeUnit.NANOSECONDS.sleep(new Random().nextInt(100));随机休眠一段时间，从而下降发生活锁的可能性。若是处理成功，则使用break跳出循环。对象

示例三

使用lockInterruptibly()得到锁，若是发生死锁，调用线程interrupt来消除死锁。

ReentrantLock.lockInterruptibly容许在等待时由其它线程调用等待线程的Thread.interrupt方法来中断等待线程的等待而直接返回，这时不用获取锁，而会抛出一个InterruptedException。而ReentrantLock.lock方法不容许Thread.interrupt中断,即便检测到Thread.isInterrupted,同样会继续尝试获取锁，失败则继续休眠。只是在最后获取锁成功后再把当前线程置为interrupted状态。

public class DeadLock3 {

    private static Lock lock1 = new ReentrantLock();
    private static Lock lock2 = new ReentrantLock();

    public static void deathLock() {
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    lock1.lockInterruptibly();
                    try {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                        lock2.lockInterruptibly();
                        System.out.println("thread 1 ...");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        lock2.unlock();
                    }

                } catch (InterruptedException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                } finally {
                    lock1.unlock();
                }
            }
        }.start();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    lock2.lockInterruptibly();
                    try {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                        lock1.lockInterruptibly();
                        System.out.println("thread 1 ...");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        lock1.unlock();
                    }

                } catch (InterruptedException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                } finally {
                    lock2.unlock();
                }
            }
        }.start();
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        deathLock();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        checkDeadLock();
    }

    //基于JMX获取线程信息
    public static void checkDeadLock() {
        //获取Thread的MBean
        ThreadMXBean mbean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
        //查找发生死锁的线程，返回线程id的数组
        long[] deadLockThreadIds = mbean.findDeadlockedThreads();
        System.out.println("---" + deadLockThreadIds);
        if (deadLockThreadIds != null) {
            //获取发生死锁的线程信息
            ThreadInfo[] threadInfos = mbean.getThreadInfo(deadLockThreadIds);
            //获取JVM中全部的线程信息
            Map<Thread, StackTraceElement[]> map = Thread.getAllStackTraces();
            for (Entry<Thread, StackTraceElement[]> entry : map.entrySet()) {
                for (int i = 0; i < threadInfos.length; i++) {
                    Thread t = entry.getKey();
                    if (t.getId() == threadInfos[i].getThreadId()) {
                        //中断发生死锁的线程
                        t.interrupt();
                        //打印堆栈信息       
                        // for (StackTraceElement ste : entry.getValue()) {
                        // // System.err.println("t" + ste.toString().trim());
                        // }
                    }

                }
            }
        }
    }
}

咱们这里使用lockInterruptibly()方法来获取锁，咱们这里使用线程1获取lock1 休眠1秒，线程2获取lock2 休眠1秒，1秒事后，而后线程1再获取lock2，线程2再去得到lock1就会发生死锁。这是咱们又执行了checkDeadLock()方法，来检查JVM中是否有死锁，若是有死锁，则把发生死锁的线程执行interrupt()方法，使该线程响应中断，从而避免发生死锁。（实际应用中，检查死锁能够单独开启一个daemon线程，每间隔一段时间检查一下是否发生死锁，若是有则预警、记录日志、或中断该线程避免死锁）

相关文章
相关标签/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公众号
   欢迎关注本站公众号,获取更多信息
联系我们 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程