快捷導(dǎo)航

Java如何避免死鎖和競(jìng)態(tài)條件的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2023年05月31日 15:30:30 作者：王也518

本文主要介紹了Java如何避免死鎖和競(jìng)態(tài)條件的實(shí)現(xiàn)，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

死鎖

死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)線程互相等待對(duì)方釋放資源，從而導(dǎo)致程序無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行的情況。下面是一個(gè)死鎖的例子：

public class DeadlockExample {
? ? private static Object lock1 = new Object();
? ? private static Object lock2 = new Object();
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? Thread t1 = new Thread(() -> {
? ? ? ? ? ? synchronized (lock1) {
? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println("Thread 1 acquired lock 1");
? ? ? ? ? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Thread.sleep(1000);
? ? ? ? ? ? ? ? } catch (InterruptedException e) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? synchronized (lock2) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println("Thread 1 acquired lock 2");
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });
? ? ? ? Thread t2 = new Thread(() -> {
? ? ? ? ? ? synchronized (lock2) {
? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println("Thread 2 acquired lock 2");
? ? ? ? ? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Thread.sleep(1000);
? ? ? ? ? ? ? ? } catch (InterruptedException e) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? synchronized (lock1) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println("Thread 2 acquired lock 1");
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });
? ? ? ? t1.start();
? ? ? ? t2.start();
? ? }
}

在這個(gè)例子中，線程1先獲取了鎖1，然后等待1秒鐘，接著嘗試獲取鎖2。而線程2先獲取了鎖2，然后等待1秒鐘，接著嘗試獲取鎖1。由于兩個(gè)線程互相等待對(duì)方釋放鎖，因此程序會(huì)一直卡在那里，無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行。

為了避免死鎖，我們需要遵循以下規(guī)則：

避免嵌套鎖。如果一個(gè)線程已經(jīng)持有了一個(gè)鎖，那么它就不能再去獲取另一個(gè)鎖。
避免持有鎖的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。如果一個(gè)線程持有鎖的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，那么其他線程就會(huì)被阻塞，從而導(dǎo)致程序性能下降。
使用tryLock()方法。tryLock()方法可以嘗試獲取鎖，如果獲取失敗則立即返回，而不是一直等待。

下面是一個(gè)避免死鎖的例子：

public class AvoidDeadlockExample {
? ? private static Object lock1 = new Object();
? ? private static Object lock2 = new Object();
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? Thread t1 = new Thread(() -> {
? ? ? ? ? ? boolean acquiredLock1 = false;
? ? ? ? ? ? boolean acquiredLock2 = false;
? ? ? ? ? ? while (!acquiredLock1 || !acquiredLock2) {
? ? ? ? ? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? acquiredLock1 = tryAcquireLock(lock1);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? acquiredLock2 = tryAcquireLock(lock2);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (acquiredLock1 && acquiredLock2) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println("Thread 1 acquired lock 1 and lock 2");
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // do something
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Thread.sleep(100);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? } catch (InterruptedException e) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? ? ? ? ? } finally {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (acquiredLock1) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? lock1.notify();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? lock1 = null;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (acquiredLock2) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? lock2.notify();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? lock2 = null;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });
? ? ? ? Thread t2 = new Thread(() -> {
? ? ? ? ? ? boolean acquiredLock1 = false;
? ? ? ? ? ? boolean acquiredLock2 = false;
? ? ? ? ? ? while (!acquiredLock1 || !acquiredLock2) {
? ? ? ? ? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? acquiredLock1 = tryAcquireLock(lock1);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? acquiredLock2 = tryAcquireLock(lock2);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (acquiredLock1 && acquiredLock2) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println("Thread 2 acquired lock 1 and lock 2");
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // do something
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Thread.sleep(100);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? } catch (InterruptedException e) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? ? ? ? ? } finally {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (acquiredLock1) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? lock1.notify();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? lock1 = null;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (acquiredLock2) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? lock2.notify();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? lock2 = null;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });
? ? ? ? t1.start();
? ? ? ? t2.start();
? ? }
? ? private static boolean tryAcquireLock(Object lock) throws InterruptedException {
? ? ? ? synchronized (lock) {
? ? ? ? ? ? if (lock == lock1 && lock2 == null) {
? ? ? ? ? ? ? ? lock2 = lock;
? ? ? ? ? ? ? ? return true;
? ? ? ? ? ? } else if (lock == lock2 && lock1 == null) {
? ? ? ? ? ? ? ? lock1 = lock;
? ? ? ? ? ? ? ? return true;
? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? lock.wait();
? ? ? ? ? ? ? ? return false;
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }
? ? }
}

在這個(gè)例子中，我們使用了tryAcquireLock()方法來(lái)嘗試獲取鎖。如果獲取成功，則執(zhí)行相應(yīng)的操作；否則等待一段時(shí)間后再次嘗試獲取鎖。當(dāng)一個(gè)線程成功獲取了鎖1和鎖2后，就可以執(zhí)行相應(yīng)的操作了。在釋放鎖的時(shí)候，我們需要將鎖的引用設(shè)置為null，并調(diào)用notify()方法來(lái)喚醒其他線程。

競(jìng)態(tài)條件

競(jìng)態(tài)條件是指多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)共享資源，從而導(dǎo)致程序出現(xiàn)不可預(yù)期的結(jié)果。下面是一個(gè)競(jìng)態(tài)條件的例子：

public class RaceConditionExample {
? ? private static int count = 0;
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? Thread t1 = new Thread(() -> {
? ? ? ? ? ? for (int i = 0; i < 100000; i++) {
? ? ? ? ? ? ? ? count++;
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });
? ? ? ? Thread t2 = new Thread(() -> {
? ? ? ? ? ? for (int i = 0; i < 100000; i++) {
? ? ? ? ? ? ? ? count++;
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });
? ? ? ? t1.start();
? ? ? ? t2.start();
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? t1.join();
? ? ? ? ? ? t2.join();
? ? ? ? } catch (InterruptedException e) {
? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? }
? ? ? ? System.out.println("Count: " + count);
? ? }
}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了兩個(gè)線程，它們分別對(duì)count變量進(jìn)行100000次加1操作。由于這兩個(gè)線程是并發(fā)執(zhí)行的，因此它們可能會(huì)同時(shí)訪問(wèn)count變量，從而導(dǎo)致程序出現(xiàn)不可預(yù)期的結(jié)果。
為了避免競(jìng)態(tài)條件，我們需要使用同步機(jī)制。Java中的同步機(jī)制包括synchronized關(guān)鍵字和Lock接口。下面是一個(gè)使用synchronized關(guān)鍵字的例子：

public class AvoidRaceConditionExample {
? ? private static int count = 0;
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? Thread t1 = new Thread(() -> {
? ? ? ? ? ? for (int i = 0; i < 100000; i++) {
? ? ? ? ? ? ? ? synchronized (AvoidRaceConditionExample.class) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? count++;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });
? ? ? ? Thread t2 = new Thread(() -> {
? ? ? ? ? ? for (int i = 0; i < 100000; i++) {
? ? ? ? ? ? ? ? synchronized (AvoidRaceConditionExample.class) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? count++;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? });
? ? ? ? t1.start();
? ? ? ? t2.start();
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? t1.join();
? ? ? ? ? ? t2.join();
? ? ? ? } catch (InterruptedException e) {
? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? }
? ? ? ? System.out.println("Count: " + count);
? ? }
}

在這個(gè)例子中，我們使用synchronized關(guān)鍵字來(lái)保證對(duì)count變量的訪問(wèn)是同步的。當(dāng)一個(gè)線程獲取了鎖之后，其他線程就必須等待該線程釋放鎖之后才能獲取鎖。這樣就可以避免競(jìng)態(tài)條件了。

總結(jié)

在Java SE中，多線程編程是非常常見(jiàn)的。然而，多線程編程也會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題，比如死鎖和競(jìng)態(tài)條件。為了避免這些問(wèn)題，我們需要遵循一些規(guī)則，比如避免嵌套鎖、避免持有鎖的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、使用tryLock()方法等。另外，我們還可以使用同步機(jī)制來(lái)避免競(jìng)態(tài)條件。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，我們需要根據(jù)具體的情況選擇合適的方法來(lái)避免這些問(wèn)題。

到此這篇關(guān)于Java如何避免死鎖和競(jìng)態(tài)條件的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 避免死鎖和競(jìng)態(tài)條件內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

您可能感興趣的文章: