修正方法: Java 同時実行エラー: スレッドのデッドロック

解決方法: Java 同時実行エラー: スレッド デッドロック

はじめに:
同時プログラミングでは、スレッド デッドロックは非常に一般的な問題です。複数のスレッドがリソースを求めて競合している場合、スレッドが互いにリソースを解放するのを待つとデッドロックが発生する可能性があります。この記事では、スレッドデッドロックの概念、その原因、およびこの問題の解決方法を紹介します。

1. スレッド デッドロックの概念
   複数のスレッドが互いのリソースの解放を待機すると、すべてのスレッドが実行を続行できなくなり、スレッド デッドロックが形成されます。スレッド デッドロックの発生は、通常、次の 4 つの条件が同時に満たされた場合に発生します。
2. 相互排他条件: リソースには同時に 1 つのスレッドのみがアクセスできます。
3. リクエストとホールドの条件: スレッドはリソースを占有している間、他のスレッドが占有しているリソースも要求します。
4. 剥奪条件なし: リソースは、それを所有するスレッドによってのみ解放でき、他のスレッドはそれを剥奪できません。
5. ループ待機条件: 各スレッドが次のスレッドがリソースを解放するのを待機しているスレッド待機シーケンスがあります。
6. スレッド デッドロックの原因
   スレッド デッドロックの原因は、通常次のとおりです。
7. リソース競合: 適切なスケジューリング戦略がなければ、複数のスレッドが同じリソースを同時に競合し、行き詰まりに。
8. ロック順序のデッドロック: スレッドは異なる順序でロックを取得するため、スレッドは互いにロックを解放するのを待機します。
9. スレッドは相互に待機します。スレッド A はスレッド B がロックを解放するのを待機し、スレッド B はスレッド A がロックを解放するのを待機するため、デッドロックが発生します。
10. スレッド デッドロックを解決する方法
    スレッド デッドロックの問題を解決するには、次の方法が考えられます。

3.1 循環待機を回避する
循環待機は問題です。スレッド デッドロックの主な原因の 1 つ。循環待機を回避するには、スレッドが特定の順序でロックを取得し、同じ順序でロックを解放することを要求するリソース ソート アルゴリズムを使用できます。これにより、ループで待機する可能性がなくなります。

3.2 ロック順序を統一する
スレッド デッドロックの一般的な状況は、異なるスレッドが異なる順序でロックを取得し、結果として互いに待機することです。この問題を解決するには、すべてのスレッドが同じ順序でロックを取得する必要があると規定できます。これにより、ロックシーケンスのデッドロックの発生を回避できます。

3.3 ロック タイムアウト メカニズムの使用
マルチスレッド プログラミングでは、ロック タイムアウト メカニズムを使用してスレッドのデッドロックを回避できます。スレッドが一定の制限時間を超えてロックの取得を試みてロックの取得に失敗した場合、スレッドはロックの取得を諦めて他の処理方法を試すことを選択できます。

以下は、ロックのタイムアウト メカニズムを使用してスレッド デッドロックを回避するサンプル コードです。

public class DeadlockExample {
    private static Object lock1 = new Object();
    private static Object lock2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (lock1) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lock2) {
                    System.out.println("Thread 1");
                }
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (lock2) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lock1) {
                    System.out.println("Thread 2");
                }
            }
        }).start();

        // 设置超时时间为2秒
        CompletableFuture<Object> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            while (true) {
                if (Thread.holdsLock(lock1) && Thread.holdsLock(lock2)) {
                    return true;
                }
            }
        }).orTimeout(2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
        try {
            future.get();
        } catch (TimeoutException e) {
            System.out.println("Deadlock detected!");
            // 执行适当的处理逻辑
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4. 概要
   スレッド デッドロックは、並行プログラミングでよくある問題の 1 つです。スレッドのデッドロックの問題を解決するには、ループ待機を回避し、ロック シーケンスを統一し、ロック タイムアウト メカニズムを使用します。適切な戦略と技術的手段を通じて、スレッドのデッドロックによって引き起こされる問題を効果的に回避し、同時実行プログラムの堅牢性とパフォーマンスを向上させることができます。

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