死锁

是指两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁。

死锁的条件

死锁是必然发生在多操作者(M>=2个)情况下,争夺多个资源(N>=2个,且N<=M)才会发生这种情况。 :::tips 死锁的发生必须具备以下四个必要条件。

  1. 互斥条件:指进程对所分配到的资源进行排它性使用,即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源,则请求者只能等待,直至占有资源的进程用毕释放。
  2. 请求和保持条件:指进程已经保持至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其它进程占有,此时请求进程阻塞,但又对自己已获得的其它资源保持不放。
  3. 不剥夺条件:指进程已获得的资源,在未使用完之前,不能被剥夺,只能在使用完时由自己释放。
  4. 环路等待条件:指在发生死锁时,必然存在一个进程——资源的环形链,即进程集合{P0,P1,P2,···,Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源;P1正在等待P2占用的资源,……,Pn正在等待已被P0占用的资源。

    1. 理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。只要打破四个必要条件之一就能有效预防死锁的发生:<br /> 打破互斥条件:改造独占性资源为虚拟资源,大部分资源已无法改造。<br /> 打破不可抢占条件:当一进程占有一独占性资源后又申请一独占性资源而无法满足,则退出原占有的资源。<br /> 打破占有且申请条件:采用资源预先分配策略,即进程运行前申请全部资源,满足则运行,不然就等待,这样就不会占有且申请。<br /> 打破循环等待条件:实现资源有序分配策略,对所有设备实现分类编号,所有进程只能采用按序号递增的形式申请资源。<br /> 避免死锁常见的算法有有序资源分配法、银行家算法。:::
    1. private Object lock1 = new Object();
    2. private Object lock2 = new Object();
    3. //线程1等待线程2互斥持有的资源,而线程2也在等待线程1互斥持有的资源,两个线程都无法继续执行。
    4. public void myMethod1() {
    5. synchronized (lock1) {
    6. synchronized (lock2) {
    7. System.out.println("myMethod1 invoked");
    8. }
    9. }
    10. }
    11. public void myMethod2() {
    12. synchronized (lock2) {
    13. synchronized (lock1) {
    14. System.out.println("myMethod2 invoked");
    15. }
    16. }
    17. }

    活锁

活锁出现在两个线程互相改变对方的结束条件,最后谁也无法结束。
两个线程在尝试拿锁的机制中,发生多个线程之间互相谦让,不断发生同一个线程总是拿到同一把锁,在尝试拿另一把锁时因为拿不到,而将本来已经持有的锁释放的过程。
解决办法:每个线程休眠随机数,错开拿锁的时间。

  1. package com.shadow.lock;
  2. import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
  3. import java.util.concurrent.TimeUnit;
  4. @Slf4j(topic = "enjoy")
  5. public class LockTest1 {
  6. static volatile int count = 10;
  7. static final Object lock = new Object();
  8. public static void main(String[] args) {
  9. //t1线程对count一直做减法 直到减为0才结束
  10. new Thread(() -> {
  11. while (count > 0) {
  12. try {
  13. TimeUnit.NANOSECONDS.sleep(2000);
  14. } catch (InterruptedException e) {
  15. e.printStackTrace();
  16. }
  17. count--;
  18. log.debug("count: {}", count);
  19. }
  20. }, "t1").start();
  21. //t2线程对count一直做加法 直到加为20才结束
  22. new Thread(() -> {
  23. while (count < 20) {
  24. try {
  25. TimeUnit.NANOSECONDS.sleep(2000);
  26. } catch (InterruptedException e) {
  27. e.printStackTrace();
  28. }
  29. count++;
  30. log.debug("count: {}", count);
  31. }
  32. }, "t2").start();
  33. }
  34. }

饿死

线程一直被调度器延迟访问其赖以执行的资源,也许是调度器先于低优先级的线程而执行高优先级的线程,同时总是会有一个高优先级的线程可以执行,饿死也叫做无限延迟