Java併發編程——死鎖與併發最佳實踐

一、死鎖

1.產生的必要條件

• 互斥條件：進程對鎖分配的資源進行排他性使用；
• 請求和保持條件：線程已經保持了一個資源，但是又提出了其他請求，而該資源已被其他線程佔用；
• 不剝奪條件：在使用時不能被剝奪，只能自己用完釋放
• 環路等待條件：資源調用是一個環形的鏈；

2.死鎖示例

示例代碼：

/**
 * 一個簡單的死鎖類
 * 當DeadLock類的對象flag==1時（td1），先鎖定o1,睡眠500毫秒
 * 而td1在睡眠的時候另一個flag==0的對象（td2）線程啓動，先鎖定o2,睡眠500毫秒
 * td1睡眠結束後需要鎖定o2才能繼續執行，而此時o2已被td2鎖定；
 * td2睡眠結束後需要鎖定o1才能繼續執行，而此時o1已被td1鎖定；
 * td1、td2相互等待，都需要得到對方鎖定的資源才能繼續執行，從而死鎖。
 */

@Slf4j
public class DeadLockExample implements Runnable{
    public int flag = 1;
    //靜態對象是類的所有對象共享的
    private static Object o1 = new Object(), o2 = new Object();

    @Override
    public void run() {
        log.info("flag:{}", flag);
        if (flag == 1) {
            synchronized (o1) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (o2) {
                    log.info("1");
                }
            }
        }
        if (flag == 0) {
            synchronized (o2) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (o1) {
                    log.info("0");
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        DeadLockExample td1 = new DeadLockExample();
        DeadLockExample td2 = new DeadLockExample();
        td1.flag = 1;
        td2.flag = 0;
        //td1,td2都處於可執行狀態，但JVM線程調度先執行哪個線程是不確定的。
        //td2的run()可能在td1的run()之前運行
        new Thread(td1).start();
        new Thread(td2).start();
    }
}

上述代碼中出現的死鎖情況，可以使用ReentrantLock來解決，設置獲取鎖的超時時間，即當一個線程等待獲取鎖的時間超過設定值那麼該線程將不需要獲取該鎖而繼續執行；

二、Java併發的最佳實踐

1、使用本地變量
2、使用不可變類
3、最小化鎖的作用域範圍：S=1/(1-a+a/n)（瞭解該公式即可）
4、使用線程池的Executor,而不是直接new Thread實現多線程
5、寧可使用同步也不要使用線程的wait和notify
6、使用BlockingQueue實現生產-消費模式
7、使用併發集合而不是加了鎖的同步集合
8、使用Semaphore創建有界的訪問
9、寧可使用同步代碼塊，也不使用同步的方法
10、避免使用靜態變量，如果一定使用，設置爲final，否則需要許多額外工作保證線程安全

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