Java多线程 线程同步与死锁
1.线程同步
多线程引发的安全问题
一个非常经典的案例，银行取钱的问题。假如你有一张银行卡，里面有5000块钱，然后你去银行取款2000块钱。正在你取钱的时候，取款机正要从你的5000余额中减去2000的时候，你的老婆正巧也在用银行卡对应的存折取钱，由于取款机还没有把你的2000块钱扣除，银行查到存折里的余额还剩5000块钱，准备减去2000。这时，有趣的事情发生了，你和你的老婆从同一个账户共取走了4000元，但是账户最后还剩下3000元。
使用代码模拟下取款过程：
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个账户，里面有存款5000元
Account account = new Account(5000);
// 模拟取钱过程
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() + "账户现在有"
+ account.getMoney() + "元");
// 使效果更明显，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，账户现在有"
+ 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：
你账户现在有5000元 你老婆账户现在有5000元 你取了2000元，账户现在有3000元 你老婆取了2000元，账户现在有3000元
同步锁
从上面的案例可以看出，当多个线程同时访问同一个数据时，很容易出现问题。为了避免这种情况出现，我们要保证线程同步互斥，就是指并发执行的多个线程，在同一时间内只允许一个线程访问共享数据。
Java中可以使用synchronized关键字来取得一个对象的同步锁。
// Object可以为任何对象，表示当前线程取得该对象的锁。
synchronized (Object) {
}
修改一下上面的案例，在run方法中加入同步锁：
@Override
public void run() {
synchronized (this) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "账户现在有"
+ account.getMoney() + "元");
// 使效果更明显，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，账户现在有" + account.getMoney() + "元");
}
}
看下打印信息：
你账户现在有5000元 你取了2000元，账户现在有3000元 你老婆账户现在有3000元 你老婆取了2000元，账户现在有1000元
当你取钱的时候，取款机锁定了你的账户，不允许其他人对账户进行操作，当你取完钱后，取款机释放了你的账户，你的老婆才可以取钱。
2.死锁
同步锁虽好，但也要科学使用，不然就会发生死锁，何为死锁，就是多个线程同时被阻塞，它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。
举个栗子，两个人面对面过独木桥，甲和乙都已经在桥上走了一段距离，即占用了桥的资源，甲如果想通过独木桥的话，乙必须退出桥面让出桥的资源，让甲通过，但是乙不服，为什么让我先退出去，我还想先过去呢，于是就僵持不下，导致谁也过不了桥，这就是死锁。
下面用一段简单的代码来模拟死锁：
public class DeadlockTest {
public static void main(String[] args) {
String str1 = new String("资源1");
String str2 = new String("资源2");
new Thread(new Lock(str1, str2), "线程1").start();
new Thread(new Lock(str2, str1), "线程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() + "运行");
synchronized (str1) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "锁住"
+ str1);
Thread.sleep(1000);
synchronized (str2) {
// 执行不到这里
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "锁住" + str2);
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
看下打印信息：
线程1运行 线程2运行 线程1锁住资源1 线程2锁住资源2
第一个线程锁住了资源1（甲占有桥的一部分资源），第二个线程锁住了资源2（乙占有桥的一部分资源），线程1企图锁住资源2（甲让乙退出桥面，乙不从），进入阻塞，线程2企图锁住资源1（乙让甲退出桥面，甲不从），进入阻塞，死锁了。
死锁的产生是有规律可循的，只有同时满足以下四个条件，死锁才会产生。
1.互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。独木桥每次只能通过一个人。
2.请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。乙不退出桥面，甲也不退出桥面。
3.不剥夺条件: 进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。甲不能强制乙退出桥面，乙也不能强制甲退出桥面。
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。如果乙不退出桥面，甲不能通过，甲不退出桥面，乙不能通过。
知道了死锁产生的必要条件，在开发中就很容易避免死锁问题了。
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