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Java 中的死鎖

WBOY

發布： 2024-08-30 15:40:06

原創

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在Java中，死鎖是多執行緒的一種情況，執行緒1等待執行緒2取得物件鎖，執行緒2等待執行緒1取得物件鎖。這裡，線程1和線程2都互相等待釋放鎖。 Java 中的多執行緒程式可能會導致死鎖，因為關鍵字synchronized 會在等待與所提到的物件連結的監視器或鎖定時阻塞執行緒。讓我們在以下部分中看到死鎖的工作原理和範例。

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死鎖是如何運作的？

如所討論的，同步方法可以鎖定程式碼的特定部分。對於Java中的每個對象，都會有一個鎖，同步是一種鎖定函數或程式碼區塊的技術，以確保一次只有1個執行緒可以存取該函數或程式碼區塊。

當特定執行緒需要執行同步函數時，它首先嘗試取得鎖定。同時，如果另一個執行緒已經收到鎖，則第一個執行緒將等待，直到執行緒 2 釋放鎖。儘管同步可以防止資料不一致的問題，但仍存在同步問題。

假設有 2 個線程，「線程 1」和「線程 2」。執行緒 1 已取得物件 1 的鎖定，執行緒 2 已獲得物件 2 的鎖定。執行緒 1 執行方法 1，想要取得物件 2 的鎖定。但是，線程 2 已經獲得物件 2 的鎖定。

此外，執行緒2還需要取得物件1的鎖；但是，執行緒 1 擁有物件 1 上的鎖。此時，執行緒 1 和執行緒 2 這兩個執行緒都無法完成其執行，只能永遠等待該鎖定。這種情況稱為死鎖。

Java 中的死鎖範例

下面給出了提到的範例：

範例#1

實作死鎖的Java程式。

代碼：

public class DeadLockExample {
//main method
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//create three objects 1, 2 and 3
Object o1 = new Object();
Object o2 = new Object();
Object o3 = new Object();
//create three threads 1, 2 and 3
Thread th1 = new Thread(new SynchronizationThread(o1, o2), "thread 1");
Thread th2 = new Thread(new SynchronizationThread(o2, o3), "thread 2");
Thread th3 = new Thread(new SynchronizationThread(o3, o1), "thread 3");
//start thread 1
th1.start();
//thread sleeps for 5000 seconds
Thread.sleep(5000);
//start thread 2
th2.start();
//thread sleeps for 5000 seconds
Thread.sleep(5000);
//start thread 3
th3.start();
}
}
class SynchronizationThread implements Runnable
{
private Object o1;
private Object o2;
public SynchronizationThread(Object o1, Object o2){
this.o1=o1;
this.o2=o2;
}
//function run
@Override
public void run() {
//store the name of the thread
String nm = Thread.currentThread().getName();
System.out.println( nm + " attaining lock on "+ o1 ) ;
synchronized (o1)
{
System.out.println( nm + " attained lock on "+ o1 ) ;
work();
System.out.println( nm + " attaining lock on "+ o2 ) ;
synchronized (o2) {
System.out.println( nm + " attained lock on "+ o2 );
work();
}
System.out.println( nm + " released lock on "+ o2 ) ;
}
System.out.println( nm + " released lock on "+ o1 ) ;
System.out.println( nm + " completed execution.") ;
}
//function work
private void work() {
try {
//thread sleeps
Thread.sleep(30000);
}
//catch the exception
catch (InterruptedException exc)
{
exc.printStackTrace();
}
}
}

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Java 中的死鎖

範例#2

在這個程式中，3個正在運行的執行緒共享一個資源，並且它們以獲取物件1上的鎖的方式運行，但是當它嘗試獲取物件2上的鎖時，它會進入等待狀態。為了防止死鎖，可以將程式碼重寫如下。

代碼：

public class DeadLockExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object o1 = new Object();
Object o2 = new Object();
Object o3 = new Object();
Thread th1 = new Thread(new SynchronizationThread(o1, o2), "thread 1");
Thread th2 = new Thread(new SynchronizationThread(o2, o3), "thread 2");
Thread th3 = new Thread(new SynchronizationThread(o3, o1), "thread 3");
//start thread 1, 2 and 3
th1.start();
//thread sleeps for 5000 seconds
Thread.sleep(5000);
th2.start();
//thread sleeps for 5000 seconds
Thread.sleep(5000);
th3.start();
}
}
class SynchronizationThread implements Runnable{
private Object o1;
private Object o2;
public SynchronizationThread(Object o1, Object o2){
this.o1=o1;
this.o2=o2;
}
//function run
@Override
public void run() {
//store the name of the thread
String nm = Thread.currentThread().getName();
System.out.println( nm + " attaining lock on "+ o1 ) ;
synchronized (o1)
{
System.out.println( nm + " attained lock on "+ o1 ) ;
work();
}
System.out.println( nm + " released lock on "+ o1 ) ;
System.out.println( nm + " acquiring lock on " + o2 );
synchronized (o2) {
System.out.println( nm + " attained lock on "+ o2 );
work();
}
System.out.println( nm + " released lock on "+ o2 ) ;
System.out.println( nm + " released lock on "+ o1 ) ;
System.out.println( nm + " completed execution.") ;
}
//function work
private void work() {
try {
//thread sleeps
Thread.sleep(30000);
}
//catch the exception
catch (InterruptedException exc)
{
exc.printStackTrace();
}
}
}

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Java 中的死鎖