线程（七）之死锁、Lock锁

死锁

• 多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。

• 某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”时，就可能发生“死锁”的问题

我们用一个化妆的例子来了解死锁

小红先锁住了口红，然后一秒钟后，在口红的锁里面，想要获得镜子的锁

小明先锁住了镜子，然后两秒钟后，在镜子的锁里面，想要获得口红的锁

最终，小红无法获得镜子，小明无法获得口红，两者都在等待对方释放资源，结果发生死锁

package com.thread.syn;
​
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0,"小红");
        Makeup g2 = new Makeup(1,"小明");
        g1.start();
        g2.start();
​
    }
}
​
//口红
class Lipstick{
​
}
//镜子
class Mirror{
​
}
//化妆
class Makeup extends Thread{
    //用static来保证资源只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();
​
    int choice;    //对于镜子还是口红进行选择
    String name;   //化妆者的姓名
​
    public Makeup(int choice, String name){
        this.choice = choice;
        this.name = name;
    }
​
​
    @Override
    public void run() {
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
​
    //化妆方法
    public void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice == 0){
            synchronized (lipstick){   //获得口红的锁
                System.out.println(name + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);   //等待1s
                synchronized (mirror){      //一秒后想要获得镜子的锁
                    System.out.println(name + "获得镜子的锁");
                }
            }
        }else{
            synchronized (mirror){   //获得镜子的锁
                System.out.println(name + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);   //等待2s
                synchronized (lipstick){      //两秒后想要获得口红子的锁
                    System.out.println(name + "获得口红的锁");
                }
            }
        }
    }
​
}

如果不想使其发生死锁，就不要在一把锁中在加一把锁，也就是锁中锁，可以把锁中锁拿出来

//化妆方法
public void makeup() throws InterruptedException {
    if (choice == 0){
        synchronized (lipstick){   //获得口红的锁
            System.out.println(name + "获得口红的锁");
            Thread.sleep(1000);   //等待1s
        }
        synchronized (mirror){      //一秒后想要获得镜子的锁
            System.out.println(name + "获得镜子的锁");
        }
    }else{
        synchronized (mirror){   //获得镜子的锁
            System.out.println(name + "获得镜子的锁");
            Thread.sleep(2000);   //等待2s
        }
        synchronized (lipstick){      //两秒后想要获得口红子的锁
            System.out.println(name + "获得口红的锁");
        }
    }
}

死锁避免方法

• 产生思索地四个必要条件：

1. 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用

2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而被阻塞时，对以获得的资源保持不放

3. 不剥夺条件：进程以获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺

4. 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

我们只要想办法破其中任意一个或多个条件，就可以避免死锁的发生

Lock锁

• 从JDK5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制————通过显示定义同步锁对象来实现同步，同步锁使用Lock对象充当

• java.util.concurrent.locks.Lock 接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象

• ReentranLock 类实现了Lock，它拥有与sychronized 相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentranLock，可以显示加锁，释放锁

• 一般可以在try catch 中，加锁释放锁

下面我们用买票的案例来了解 Lock锁

package com.thread.lock;
​
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
​
public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();
​
        new Thread(buyTicket,"张三").start();
        new Thread(buyTicket,"李四").start();
        new Thread(buyTicket,"王五").start();
    }
}
​
class BuyTicket implements Runnable{
​
    private int ticketNum = 10;
    boolean flag = true;
    //定义lock 锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
            try {
                lock.lock();   //加锁
                if (ticketNum <=0){
                    flag = false;
                    return;
                }
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"拿到了"+ ticketNum--);
            }finally {
                lock.unlock();   //解锁
            }
​
​
        }
    }
}

sychronized 和 Lock 的对比

• Lock是显示锁（手动开启和关闭锁，不要忘记关闭锁），sychronized 是隐式锁，出了作用域自动释放

• Lock只有代码块锁，sychronized 有代码块锁和方法锁

• 使用Lock锁，JVM 将花费较少的时间来调度线程，性能更好，并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）

• 优先使用顺序

  • Lock > 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源）> 同步方法（在方法体之外）