目录
- Day 7：多线程（5）
- 1. 死锁
- 2. 死锁场景
- 3. 场景二：两个线程，两把锁
- 4. 场景三：N个线程，M把锁
- 5. 避免死锁问题
- 6. 内存可见性问题
Day 7：多线程（5）
回顾synchronized
- synchronized带有()，填写锁对象，锁对象存在的意义，只是起到“身份标识”效果
- 两个线程是否是针对同一个对象加锁，如果是，就可能产生阻塞/锁竞争/锁冲突
- synchronized{}，进入代码块，就相当于加锁操作，出了代码块，就相当于解锁操作
- 修饰普通方法，相当于针对this加锁，修饰静态方法，相当于针对类对象加锁
1. 死锁
package thread;
class Counter2 {
private int count = 0;
void add() {
synchronized (this) {
count++;
}
}
int get() {
return count;
}
}
public class Demo21 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Counter2 counter2 = new Counter2();
Thread t1 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
counter2.add();
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
synchronized (counter2) {
counter2.add();
}
}
});
t2.start();
t1.start();
t2.join();
t1.join();
System.out.println("count = " + counter2.get());
}
}
上述线程t2的代码相当于
Thread t2 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
synchronized (counter2) {
synchronized (counter2){
count++;
}
}
}
});
假设t2先启动（t1先不考虑），t2第一次加锁，肯定能加锁成功，当t2尝试第二次加锁的时候，此时counter2变量，属于已经被锁定的状态了，针对一个已经被锁定的对象加锁，就会出现阻塞等待，阻塞到对象被解锁为止
- 要想获得到第二层的锁，就要执行完第一层的代码块
- 要想执行完第一层代码块，就需要先获取到第二层的锁
这种情况下，就叫“死锁”
但是在实际上述过程中，对于synchronized是不适用的，synchronized上述代码是不会出现死锁的，但是如果是C++/Pyhton的锁就会出现死锁
- synchronized在内部进行了特殊处理（JVM）
- 每个锁对象里，会记录当前是哪个线程持有了这个锁，当针对这个对象加锁操作时，就会先判定一下，当前尝试加锁的线程，是否是持有同一锁的线程，如果不是，就阻塞，如果是，直接放行
- 这种机制称为**“可重入锁”**，目的是为了避免程序员粗心大意，搞出死锁
注意：当加了多层锁的时候，代码执行到哪里要真正进行解锁呢
一定是在遇到最外层的
}，那么，如何确定遇到的}是最外层的，运行时，给锁对象里也维护一个计数器（int n），每次遇到{，n++（只有第一次才真正加锁），当遇到}就n–，当n减到0了，才真正解锁
2. 死锁场景
死锁有三种比较典型的场景
（1）场景一：锁是不可重入锁，并且一个线程针对一个锁对象，连续加锁两次，通过引入可重入锁，可以解决上述问题
（2）场景二：两个线程，两把锁
（3）场景三：N个线程，M把锁
3. 场景二：两个线程，两把锁
有线程1和线程2，以及锁A和锁B，现在线程1和2都需要获取到锁A和锁B（拿到锁A之后，不释放A，继续获取锁B），即先让两个线程分别拿到一把锁，然后去尝试获取对方的锁
举个例子：健康码崩了，程序员回到公司修复bug，被保安拦住了
- 保安：出示健康码，才能进公司
- 程序员：我得进公司修复bug，才能出示健康码
类似于：家钥匙锁车里了，车钥匙锁家里了
package thread;
public class Demo22 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object locker1 = new Object();
Object locker2 = new Object();
Thread t1 = new Thread(() ->{
synchronized (locker1){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
synchronized (locker2){
System.out.println("t1 获取了两把锁");
}
}
});
Thread t2 = new Thread(()->{
synchronized (locker2){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
synchronized (locker1){
System.out.println("t2 获取了两把锁");
}
}
});
t1.start();
t2.start();
t1.join();
t2.join();
}
}
上述代码：
- t1尝试针对locker2加锁，就会阻塞等待，等待t2释放locker2
- t2尝试针对locker1加锁，也会阻塞等待，等待t1释放locker1
当遇到死锁问题，可以通过上述调用栈+状态进行定位
4. 场景三：N个线程，M把锁
随着线程数目/锁的个数增加，此时情况就更复杂了，更容易出现死锁
哲学家就餐问题
现在桌子上均匀摆放有5根筷子，总共有5位哲学家，也就是说每位哲学家左右两边各一双筷子，每一位哲学家要做的事情就是放下筷子或者拿起左右两根筷子，但是每个哲学家什么时候放下筷子，什么时候拿起左右两根筷子是不确定的（抢占式执行）
如果出现下列极端情况，就相当于死锁了
- 同一时刻，所有的哲学家都拿起左边的筷子，那么此时所有的哲学家都无法拿起右手的筷子
- 假如哲学家都是比较固执的人，不能拿起两双筷子，就绝对不会放下手里的筷子
上述就是非常典型的死锁情况
死锁是非常严重的问题：死锁会使线程被卡住，没办法继续工作了，而且死锁这种bug，往往都是概率性出现
5. 避免死锁问题
死锁的四个必要条件
- 锁具有互斥特性：这个是锁的基本特性，一个线程拿到锁之后，其他线程就得阻塞等待
- 锁不可抢占（不可被剥夺）：锁的基本特点，一个线程拿到锁之后，除非自己主动释放锁，否则别人抢不走
- 请求和保持：属于代码结构层面，一个线程拿到一把锁之后，不释放这个锁的前提下，再尝试获取其他锁
- 循环等待：属于代码结构层面，多个线程获取多个锁的过程中，出现了循环等待，A等待B，B又等待A
必要条件缺一不可，任何一个死锁的场景，都必须同时具备上述四点
当代码中，确实需要用到多个线程获取多把锁，一定要记得约定好加锁的顺序，就可以有效避免死锁了
6. 内存可见性问题
package thread;
import java.util.Scanner;
public class Demo23 {
private static int count = 0;
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(()->{
while (count==0){
}
System.out.println("t1执行结束");
});
Thread t2 =new Thread(()->{
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一个整数：");
count = scanner.nextInt();
});
t1.start();
t2.start();
}
}
上述代码，当t2线程读到一个不为0的整数的时候，预期t1就会结束循环，但是结果并非如此
