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今天就跟大家聊聊有關Java中多線程、線程同步與死鎖的一些不為人知的秘密,可能很多人都不太了解,為了讓大家更加了解,小編給大家總結了以下內容,希望大家根據這篇文章可以有所收獲。
1.線程同步
多線程引發的安全問題
一個非常經典的案例,銀行取錢的問題。假如你有一張銀行卡,里面有5000塊錢,然后你去銀行取款2000塊錢。正在你取錢的時候,取款機正要從你的5000余額中減去2000的時候,你的老婆正巧也在用銀行卡對應的存折取錢,由于取款機還沒有把你的2000塊錢扣除,銀行查到存折里的余額還剩5000塊錢,準備減去2000。這時,有趣的事情發生了,你和你的老婆從同一個賬戶共取走了4000元,但是賬戶最后還剩下3000元。
使用代碼模擬下取款過程:
public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { // 創建一個賬戶,里面有存款5000元 Account account = new Account(5000); // 模擬取錢過程 GetMoney getMoney = new GetMoney(account); new Thread(getMoney, "你").start(); new Thread(getMoney, "你老婆").start(); } } class GetMoney implements Runnable { private Account account; public GetMoney(Account account) { super(); this.account = account; } @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "賬戶現在有" + account.getMoney() + "元"); // 使效果更明顯,休眠10ms try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } int money = account.getMoney() - 2000; account.setMoney(money); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取了2000元,賬戶現在有" + account.getMoney() + "元"); } } class Account { private int money; public Account(int money) { super(); this.money = money; } public int getMoney() { return money; } public void setMoney(int money) { this.money = money; } }
看下打印信息:
你賬戶現在有5000元 你老婆賬戶現在有5000元 你取了2000元,賬戶現在有3000元 你老婆取了2000元,賬戶現在有3000元
同步鎖
從上面的案例可以看出,當多個線程同時訪問同一個數據時,很容易出現問題。為了避免這種情況出現,我們要保證線程同步互斥,就是指并發執行的多個線程,在同一時間內只允許一個線程訪問共享數據。
Java中可以使用synchronized關鍵字來取得一個對象的同步鎖。
// Object可以為任何對象,表示當前線程取得該對象的鎖。 synchronized (Object) { }
修改一下上面的案例,在run方法中加入同步鎖:
@Override public void run() { synchronized (this) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "賬戶現在有" + account.getMoney() + "元"); // 使效果更明顯,休眠10ms try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } int money = account.getMoney() - 2000; account.setMoney(money); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取了2000元,賬戶現在有" + account.getMoney() + "元"); } }
看下打印信息:
你賬戶現在有5000元 你取了2000元,賬戶現在有3000元 你老婆賬戶現在有3000元 你老婆取了2000元,賬戶現在有1000元
當你取錢的時候,取款機鎖定了你的賬戶,不允許其他人對賬戶進行操作,當你取完錢后,取款機釋放了你的賬戶,你的老婆才可以取錢。
2.死鎖
同步鎖雖好,但也要科學使用,不然就會發生死鎖,何為死鎖,就是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。
舉個栗子,兩個人面對面過獨木橋,甲和乙都已經在橋上走了一段距離,即占用了橋的資源,甲如果想通過獨木橋的話,乙必須退出橋面讓出橋的資源,讓甲通過,但是乙不服,為什么讓我先退出去,我還想先過去呢,于是就僵持不下,導致誰也過不了橋,這就是死鎖。
下面用一段簡單的代碼來模擬死鎖:
public class DeadlockTest { public static void main(String[] args) { String str1 = new String("資源1"); String str2 = new String("資源2"); new Thread(new Lock(str1, str2), "線程1").start(); new Thread(new Lock(str2, str1), "線程2").start(); } } class Lock implements Runnable { private String str1; private String str2; public Lock(String str1, String str2) { super(); this.str1 = str1; this.str2 = str2; } @Override public void run() { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "運行"); synchronized (str1) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "鎖住" + str1); Thread.sleep(1000); synchronized (str2) { // 執行不到這里 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "鎖住" + str2); } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
看下打印信息:
線程1運行 線程2運行 線程1鎖住資源1 線程2鎖住資源2
第一個線程鎖住了資源1(甲占有橋的一部分資源),第二個線程鎖住了資源2(乙占有橋的一部分資源),線程1企圖鎖住資源2(甲讓乙退出橋面,乙不從),進入阻塞,線程2企圖鎖住資源1(乙讓甲退出橋面,甲不從),進入阻塞,死鎖了。
死鎖的產生是有規律可循的,只有同時滿足以下四個條件,死鎖才會產生。
1.互斥條件:一個資源每次只能被一個進程使用。獨木橋每次只能通過一個人。
2.請求與保持條件:一個進程因請求資源而阻塞時,對已獲得的資源保持不放。乙不退出橋面,甲也不退出橋面。
3.不剝奪條件: 進程已獲得的資源,在未使用完之前,不能強行剝奪。甲不能強制乙退出橋面,乙也不能強制甲退出橋面。
4.循環等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環等待資源關系。如果乙不退出橋面,甲不能通過,甲不退出橋面,乙不能通過。
知道了死鎖產生的必要條件,在開發中就很容易避免死鎖問題了。
看完上述內容,你們對Java中多線程、線程同步與死鎖的一些不為人知的秘密有進一步的了解嗎?如果還想了解更多知識或者相關內容,請關注億速云行業資訊頻道,感謝大家的支持。
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