为什么大型网站都用php,山西网络广告推广,网站开发怎么让别人看到,提供网站建设设计作者 | 王磊来源 | Java中文社群#xff08;ID#xff1a;javacn666#xff09;转载请联系授权#xff08;微信ID#xff1a;GG_Stone当我们遇到死锁之后#xff0c;除了可以手动重启程序解决之外#xff0c;还可以考虑是使用顺序锁和轮询锁#xff0c;这部分的内容可以… 作者 | 王磊来源 | Java中文社群IDjavacn666转载请联系授权微信IDGG_Stone当我们遇到死锁之后除了可以手动重启程序解决之外还可以考虑是使用顺序锁和轮询锁这部分的内容可以参考我的上一篇文章这里就不再赘述了。然而轮询锁在使用的过程中如果使用不当会带来新的严重问题所以本篇我们就来了解一下这些问题以及相应的解决方案。问题演示当我们没有使用轮询锁之前可能会出现这样的问题import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class DeadLockByReentrantLock {public static void main(String[] args) {Lock lockA new ReentrantLock(); // 创建锁 ALock lockB new ReentrantLock(); // 创建锁 B// 创建线程 1Thread t1 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {lockA.lock(); // 加锁System.out.println(线程 1:获取到锁 A!);try {Thread.sleep(1000);System.out.println(线程 1:等待获取 B...);lockB.lock(); // 加锁try {System.out.println(线程 1:获取到锁 B!);} finally {lockA.unlock(); // 释放锁}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lockA.unlock(); // 释放锁}}});t1.start(); // 运行线程// 创建线程 2Thread t2 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {lockB.lock(); // 加锁System.out.println(线程 2:获取到锁 B!);try {Thread.sleep(1000);System.out.println(线程 2:等待获取 A...);lockA.lock(); // 加锁try {System.out.println(线程 2:获取到锁 A!);} finally {lockA.unlock(); // 释放锁}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lockB.unlock(); // 释放锁}}});t2.start(); // 运行线程}
}
以上代码的执行结果如下img从上述结果可以看出此时程序中出现了线程相互等待并尝试获取对方锁资源的情况这就是典型的死锁问题了。简易版轮询锁当出现死锁问题之后我们就可以使用轮询锁来解决它了它的实现思路是通过轮询的方式来获取多个锁如果中途有任意一个锁获取失败则执行回退操作释放当前线程拥有的所有锁等待下一次重新执行这样就可以避免多个线程同时拥有并霸占锁资源了从而直接解决了死锁的问题简易版的轮询锁实现如下import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class SolveDeadLockExample2 {public static void main(String[] args) {Lock lockA new ReentrantLock(); // 创建锁 ALock lockB new ReentrantLock(); // 创建锁 B// 创建线程 1(使用轮询锁)Thread t1 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {// 调用轮询锁pollingLock(lockA, lockB);}});t1.start(); // 运行线程// 创建线程 2Thread t2 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {lockB.lock(); // 加锁System.out.println(线程 2:获取到锁 B!);try {Thread.sleep(1000);System.out.println(线程 2:等待获取 A...);lockA.lock(); // 加锁try {System.out.println(线程 2:获取到锁 A!);} finally {lockA.unlock(); // 释放锁}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lockB.unlock(); // 释放锁}}});t2.start(); // 运行线程}/*** 轮询锁*/private static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB) {// 轮询锁while (true) {if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁System.out.println(线程 1:获取到锁 A!);try {Thread.sleep(1000);System.out.println(线程 1:等待获取 B...);if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁try {System.out.println(线程 1:获取到锁 B!);} finally {lockB.unlock(); // 释放锁System.out.println(线程 1:释放锁 B.);break;}}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lockA.unlock(); // 释放锁System.out.println(线程 1:释放锁 A.);}}// 等待一秒再继续执行try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}
以上代码的执行结果如下img从上述结果可以看出当我们在程序中使用轮询锁之后就不会出现死锁的问题了但以上轮询锁也并不是完美无缺的下面我们来看看这个轮询锁会有什么样的问题问题1死循环以上简易版的轮询锁如果遇到有一个线程一直霸占或者长时间霸占锁资源的情况就会导致这个轮询锁进入死循环的状态它会尝试一直获取锁资源这样就会造成新的问题带来不必要的性能开销具体示例如下。反例import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class SolveDeadLockExample {public static void main(String[] args) {Lock lockA new ReentrantLock(); // 创建锁 ALock lockB new ReentrantLock(); // 创建锁 B// 创建线程 1(使用轮询锁)Thread t1 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {// 调用轮询锁pollingLock(lockA, lockB);}});t1.start(); // 运行线程// 创建线程 2Thread t2 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {lockB.lock(); // 加锁System.out.println(线程 2:获取到锁 B!);try {Thread.sleep(1000);System.out.println(线程 2:等待获取 A...);lockA.lock(); // 加锁try {System.out.println(线程 2:获取到锁 A!);} finally {lockA.unlock(); // 释放锁}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {// 如果此处代码未执行线程 2 一直未释放锁资源// lockB.unlock(); }}});t2.start(); // 运行线程}/*** 轮询锁*/public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB) {while (true) {if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁System.out.println(线程 1:获取到锁 A!);try {Thread.sleep(1000);System.out.println(线程 1:等待获取 B...);if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁try {System.out.println(线程 1:获取到锁 B!);} finally {lockB.unlock(); // 释放锁System.out.println(线程 1:释放锁 B.);break;}}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lockA.unlock(); // 释放锁System.out.println(线程 1:释放锁 A.);}}// 等待一秒再继续执行try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}
以上代码的执行结果如下img从上述结果可以看出线程 1 轮询锁进入了死循环的状态。优化版针对以上死循环的情况我们可以改进的思路有以下两种添加最大次数限制如果经过了 n 次尝试获取锁之后还未获取到锁则认为获取锁失败执行失败策略之后终止轮询失败策略可以是记录日志或其他操作添加最大时长限制如果经过了 n 秒尝试获取锁之后还未获取到锁则认为获取锁失败执行失败策略之后终止轮询。以上策略任选其一就可以解决死循环的问题出于实现成本的考虑我们可以采用轮询最大次数的方式来改进轮询锁具体实现代码如下import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class SolveDeadLockExample {public static void main(String[] args) {Lock lockA new ReentrantLock(); // 创建锁 ALock lockB new ReentrantLock(); // 创建锁 B// 创建线程 1(使用轮询锁)Thread t1 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {// 调用轮询锁pollingLock(lockA, lockB, 3);}});t1.start(); // 运行线程// 创建线程 2Thread t2 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {lockB.lock(); // 加锁System.out.println(线程 2:获取到锁 B!);try {Thread.sleep(1000);System.out.println(线程 2:等待获取 A...);lockA.lock(); // 加锁try {System.out.println(线程 2:获取到锁 A!);} finally {lockA.unlock(); // 释放锁}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {// 线程 2 忘记释放锁资源// lockB.unlock(); // 释放锁}}});t2.start(); // 运行线程}/*** 轮询锁** maxCount最大轮询次数*/public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB, int maxCount) {// 轮询次数计数器int count 0;while (true) {if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁System.out.println(线程 1:获取到锁 A!);try {Thread.sleep(1000);System.out.println(线程 1:等待获取 B...);if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁try {System.out.println(线程 1:获取到锁 B!);} finally {lockB.unlock(); // 释放锁System.out.println(线程 1:释放锁 B.);break;}}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lockA.unlock(); // 释放锁System.out.println(线程 1:释放锁 A.);}}// 判断是否已经超过最大次数限制if (count maxCount) {// 终止循环System.out.println(轮询锁获取失败,记录日志或执行其他失败策略);return;}// 等待一秒再继续尝试获取锁try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}
以上代码的执行结果如下img从以上结果可以看出当我们改进之后轮询锁就不会出现死循环的问题了它会尝试一定次数之后终止执行。问题2线程饿死我们以上的轮询锁的轮询等待时间是固定时间如下代码所示// 等待 1s 再尝试获取轮询锁
try {Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
这样在特殊情况下会造成线程饿死的问题也就是轮询锁一直获取不到锁的问题比如以下示例。反例import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class SolveDeadLockExample {public static void main(String[] args) {Lock lockA new ReentrantLock(); // 创建锁 ALock lockB new ReentrantLock(); // 创建锁 B// 创建线程 1(使用轮询锁)Thread t1 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {// 调用轮询锁pollingLock(lockA, lockB, 3);}});t1.start(); // 运行线程// 创建线程 2Thread t2 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {while (true) {lockB.lock(); // 加锁System.out.println(线程 2:获取到锁 B!);try {System.out.println(线程 2:等待获取 A...);lockA.lock(); // 加锁try {System.out.println(线程 2:获取到锁 A!);} finally {lockA.unlock(); // 释放锁}} finally {lockB.unlock(); // 释放锁}// 等待一秒之后继续执行try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}});t2.start(); // 运行线程}/*** 轮询锁*/public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB, int maxCount) {// 循环次数计数器int count 0;while (true) {if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁System.out.println(线程 1:获取到锁 A!);try {Thread.sleep(100); // 等待 0.1s(获取锁需要的时间)System.out.println(线程 1:等待获取 B...);if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁try {System.out.println(线程 1:获取到锁 B!);} finally {lockB.unlock(); // 释放锁System.out.println(线程 1:释放锁 B.);break;}}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lockA.unlock(); // 释放锁System.out.println(线程 1:释放锁 A.);}}// 判断是否已经超过最大次数限制if (count maxCount) {// 终止循环System.out.println(轮询锁获取失败,记录日志或执行其他失败策略);return;}// 等待一秒再继续尝试获取锁try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}
以上代码的执行结果如下img从上述结果可以看出线程 1轮询锁一直未成功获取到锁造成这种结果的原因是线程 1 每次轮询的等待时间为固定的 1s而线程 2 也是相同的频率每 1s 获取一次锁这样就会导致线程 2 会一直先成功获取到锁而线程 1 则会一直处于“饿死”的情况执行流程如下图所示img优化版接下来我们可以将轮询锁的固定等待时间改进为固定时间 随机时间的方式这样就可以避免因为获取锁的频率一致而造成轮询锁“饿死”的问题了具体实现代码如下import java.util.Random;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class SolveDeadLockExample {private static Random rdm new Random();public static void main(String[] args) {Lock lockA new ReentrantLock(); // 创建锁 ALock lockB new ReentrantLock(); // 创建锁 B// 创建线程 1(使用轮询锁)Thread t1 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {// 调用轮询锁pollingLock(lockA, lockB, 3);}});t1.start(); // 运行线程// 创建线程 2Thread t2 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {while (true) {lockB.lock(); // 加锁System.out.println(线程 2:获取到锁 B!);try {System.out.println(线程 2:等待获取 A...);lockA.lock(); // 加锁try {System.out.println(线程 2:获取到锁 A!);} finally {lockA.unlock(); // 释放锁}} finally {lockB.unlock(); // 释放锁}// 等待一秒之后继续执行try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}});t2.start(); // 运行线程}/*** 轮询锁*/public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB, int maxCount) {// 循环次数计数器int count 0;while (true) {if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁System.out.println(线程 1:获取到锁 A!);try {Thread.sleep(100); // 等待 0.1s(获取锁需要的时间)System.out.println(线程 1:等待获取 B...);if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁try {System.out.println(线程 1:获取到锁 B!);} finally {lockB.unlock(); // 释放锁System.out.println(线程 1:释放锁 B.);break;}}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lockA.unlock(); // 释放锁System.out.println(线程 1:释放锁 A.);}}// 判断是否已经超过最大次数限制if (count maxCount) {// 终止循环System.out.println(轮询锁获取失败,记录日志或执行其他失败策略);return;}// 等待一定时间(固定时间 随机时间)之后再继续尝试获取锁try {Thread.sleep(300 rdm.nextInt(8) * 100); // 固定时间 随机时间} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}
以上代码的执行结果如下img从上述结果可以看出线程 1轮询锁加入随机等待时间之后就不会出现线程饿死的问题了。总结本文我们介绍了轮询锁的用途用于解决死锁问题但简易版的轮询锁在某些情况下会造成死循环和线程饿死的问题因此我们对轮询锁进行了优化给轮询锁加入了最大轮询次数以及随机轮询等待时间这样就可以解决因为引入轮询锁而造成的新问题了这样就可以愉快的使用它来解决死锁的问题了。参考 鸣谢《Java并发编程实战》---END---原创并发文章推荐1.线程的故事我的3位母亲成就了优秀的我2.线程池的7种创建方式强烈推荐你用它...3.轻量级锁一定比重量级锁快吗4.这样终止线程竟然会导致服务宕机5.漫画如何证明sleep不释放锁而wait释放锁6.池化技术到达有多牛看了这个对比吓我一跳7.求求你别再用wait和notify了8.Semaphore自白限流器用我就对了9.CountDownLatch别浪等人齐再团10.CyclicBarrier人齐了老司机就发车了11.Java中用户线程和守护线程区别这么大12.ThreadLocal不好用那是你没用对13.ThreadLocal内存溢出代码演示和原因分析14.SimpleDateFormat线程不安全的5种解决方案15.synchronized 加锁 this 和 class 的区别16.synchronized 优化手段之锁膨胀机制17.synchronized 中的 4 个优化你知道几个18.ReentrantLock 中的 4 个坑19.图解为什么非公平锁的性能更高20.死锁的 4 种排查工具 21.死锁终结者顺序锁和轮询锁
