什么是死鎖?
死鎖是這樣一種情形：多個線程同時被阻塞,它們中的一個或者全部都在等待某個資源被釋放.由于線程被無限期地阻塞,因此程序不能正常運行.形象的說就是:一個寶藏需要兩把鑰匙來打開,同時間正好來了兩個人,他們一人一把鑰匙,但是雙方都再等著對方能交出鑰匙來打開寶藏,誰都沒釋放自己的那把鑰匙.就這樣這倆人一直僵持下去,直到開發(fā)人員發(fā)現這個局面。
導致死鎖的根源在于不適當地運用“synchronized”關鍵詞來管理線程對特定對象的訪問.“synchronized”關鍵詞的作用是,確保在某個時刻只有一個線程被允許執(zhí)行特定的代碼塊,因此,被允許執(zhí)行的線程首先必須擁有對變量或對象的排他性訪問權.當線程訪問對象時,線程會給對象加鎖,而這個鎖導致其它也想訪問同一對象的線程被阻塞,直至第一個線程釋放它加在對象上的鎖。
舉個例子
死鎖的產生大部分都是在你不知情的時候.我們通過一個例子來看下什么是死鎖。
1、synchronized嵌套
synchronized關鍵字可以保證多線程再訪問到synchronized修飾的方法的時候保證了同步性.就是線程A訪問到這個方法的時候線程B同時也來訪問這個方法,這時線程B將進行阻塞,等待線程A執(zhí)行完才可以去訪問.這里就要用到synchronized所持有的同步鎖.具體來看代碼:
/首先我們先定義兩個final的對象鎖.可以看做是共有的資源.
final Object lockA = new Object();
final Object lockB = new Object();
//生產者A
class ProductThreadA implements Runnable{
@Override
public void run() {
//這里一定要讓線程睡一會兒來模擬處理數據 ,要不然的話死鎖的現象不會那么的明顯.這里就是同步語句塊里面,首先獲得對象鎖lockA,然后執(zhí)行一些代碼,隨后我們需要對象鎖lockB去執(zhí)行另外一些代碼.
synchronized (lockA){
//這里一個log日志
Log.e("CHAO","ThreadA lock lockA");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lockB){
//這里一個log日志
Log.e("CHAO","ThreadA lock lockB");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
//生產者B
class ProductThreadB implements Runnable{
//我們生產的順序真好好生產者A相反,我們首先需要對象鎖lockB,然后需要對象鎖lockA.
@Override
public void run() {
synchronized (lockB){
//這里一個log日志
Log.e("CHAO","ThreadB lock lockB");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lockA){
//這里一個log日志
Log.e("CHAO","ThreadB lock lockA");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
//這里運行線程
ProductThreadA productThreadA = new ProductThreadA();
ProductThreadB productThreadB = new ProductThreadB();
Thread threadA = new Thread(productThreadA);
Thread threadB = new Thread(productThreadB);
threadA.start();
threadB.start();
分析一下,當threadA開始執(zhí)行run方法的時候,它會先持有對象鎖localA,然后睡眠2秒,這時候threadB也開始執(zhí)行run方法,它持有的是localB對象鎖.當threadA運行到第二個同步方法的時候,發(fā)現localB的對象鎖不能使用(threadB未釋放localB鎖),threadA就停在這里等待localB鎖.隨后threadB也執(zhí)行到第二個同步方法,去訪localA對象鎖的時候發(fā)現localA還沒有被釋放(threadA未釋放localA鎖),threadB也停在這里等待localA鎖釋放.就這樣兩個線程都沒辦法繼續(xù)執(zhí)行下去,進入死鎖的狀態(tài). 看下運行結果:
10-20 14:54:39.940 18162-18178/? E/CHAO: ThreadA lock lockA
10-20 14:54:39.940 18162-18179/? E/CHAO: ThreadB lock lockB
當不會死鎖的時候應該是打印四條log的,這里明顯的出現了死鎖的現象。
死鎖出現的原因
當我們了解在什么情況下會產生死鎖,以及什么是死鎖的時候,我們在寫代碼的時候應該盡量的去避免這個誤區(qū).產生死鎖必須同時滿足以下四個條件,只要其中任一條件不成立,死鎖就不會發(fā)生。
互斥條件：線程要求對所分配的資源進行排他性控制,即在一段時間內某 資源僅為一個進程所占有.此時若有其他進程請求該資源.則請求進程只能等待。
不剝奪條件：進程所獲得的資源在未使用完畢之前,不能被其他進程強行奪走,即只能由獲得該資源的線程自己來釋放(只能是主動釋放)。
請求和保持條件：線程已經保持了至少一個資源,但又提出了新的資源請求,而該資源已被其他線程占有,此時請求線程被阻塞,但對自己已獲得的資源保持不放。
循環(huán)等待條件：存在一種線程資源的循環(huán)等待鏈,鏈中每一個線程已獲得的資源同時被鏈中下一個線程所請求。
解決死鎖的方法
1、解決死鎖主要方法如下：
?。?）不考慮此問題,樂觀的角度，鴕鳥算法
?。?）不讓死鎖發(fā)生：
①死鎖預防。
靜態(tài)策略，通過設計合適的資源分配算法，不讓死鎖發(fā)生
?、谒梨i避免
動態(tài)策略，以不讓死鎖發(fā)生為目標，跟蹤并評估資源分配過程，根據評估結果決策是否分配
(3)讓死鎖發(fā)生：死鎖的檢測與解除
2.死鎖預防的具體方法：主要是破壞產生死鎖的四個必要條件中的任何一個條件。
（1）破壞“互斥使用/資源獨占”條件
使用資源轉換技術，將獨占資源變?yōu)楣蚕碣Y源
（2）破壞“占有且等待”條件
?、俜桨?：每個進程在運行前必須一次性的申請它所要求的全部資源，且僅當該進程所要的資源均可滿足時才一次性的分配。
資源利用率低，“饑餓”現象
?、谠谠试S進程動態(tài)申請資源的前提下規(guī)定，一個進行在申請新資源，且不能立即得到滿足，必須釋放已占有的全部資源。若需要再重新申請
(3)破壞“不可搶占”條件
可以通過操作系統(tǒng)搶占這一資源(根據進程的不同優(yōu)先級)
局限性：適用于狀態(tài)易于保存和恢復的資源，如CPU(搶占式的調度算法)，內存(頁面置換算法)
(4)破壞“循環(huán)等待”條件
通過定義資源類型的線性順序實現
方案：資源有序分配法。(如哲學家就餐問題)
也就是把資源中所有的資源編號，進程在申請資源時，必須嚴格按照資源編號的遞增次序進行，否則操作系統(tǒng)不予分配。(資源使用的頻繁性?)
3、死鎖避免的方法
?。?）對不同分區(qū)進行不同的處理，左下可同時分配資源;右下區(qū)域可能會產生死鎖，應該先分配P，釋放后再分配Q;左上同理;右上區(qū)域時會產生死鎖現象，不予分配資源。對可能發(fā)生死鎖和可能產生死鎖的不予分配資源，否則(安全狀態(tài))分配資源。
（2）安全狀態(tài)是指每個進程Pi以后還需要的資源量不超過系統(tǒng)當前剩余資源量與所有進程Pj當前占有資源量之和。
4、死鎖的檢測與解除
（1）允許死鎖發(fā)生，但是操作系統(tǒng)會不斷監(jiān)視系統(tǒng)進展情況，判斷死鎖是否真的發(fā)生。(進程等待時檢測，定時檢測，系統(tǒng)資源利用率下降)
（2）一旦死鎖發(fā)生，采用專門的措施，解除死鎖并以最小的代價恢復系統(tǒng)運行。
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