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Java并发编程实战系列10之避免活跃性危险

10.1 死锁 哲学家问题 有环 A等B，B等A 数据库往往可以检测和解决死锁//TODO JVM不行，一旦死锁只有停止重启。 下面分别介绍了几种典型的死锁情况： 10.1.1 Lock ordering Deadlocks 下面是一个经典的锁顺序死锁：两个线程用不同的顺序来获得相同的锁，如果按照锁的请求顺序来请求锁，就不会发生这种循环依赖的情况。 public class LeftRightDeadlock { private final Object left = new Object(); private final Object right = new Object(); public void leftRight() { synchronized (left) { synchronized (right) { doSomething(); } } } public void rightLeft() { synchronized (right) { synchronized (left) { doSomethingElse(); } } } void doSomething() { } void doSomethingElse() { } } 10.1.1 Dynamic Lock Order Deadlocks 下面的转账例子，如果一个线程X向Y转，而另外一个线程Y向X也转，那么就会发生死锁。 public class DynamicOrderDeadlock { // Warning: deadlock-prone! public static void transferMoney(Account fromAccount, Account toAccount, DollarAmount amount) throws InsufficientFundsException { synchronized (fromAccount) { synchronized (toAccount) { if (fromAccount.getBalance().compareTo(amount) < 0) throw new InsufficientFundsException(); else { fromAccount.debit(amount); toAccount.credit(amount); } } } } static class DollarAmount implements Comparable<DollarAmount> { // Needs implementation public DollarAmount(int amount) { } public DollarAmount add(DollarAmount d) { return null; } public DollarAmount subtract(DollarAmount d) { return null; } public int compareTo(DollarAmount dollarAmount) { return 0; } } static class Account { private DollarAmount balance; private final int acctNo; private static final AtomicInteger sequence = new AtomicInteger(); public Account() { acctNo = sequence.incrementAndGet(); } void debit(DollarAmount d) { balance = balance.subtract(d); } void credit(DollarAmount d) { balance = balance.add(d); } DollarAmount getBalance() { return balance; } int getAcctNo() { return acctNo; } } static class InsufficientFundsException extends Exception { } } 解决办法还是顺序话锁，考虑针对两种情况取hashcode然后判断if-else里面决定锁顺序。 class Helper { public void transfer() throws InsufficientFundsException { if (fromAcct.getBalance().compareTo(amount) < 0) throw new InsufficientFundsException(); else { fromAcct.debit(amount); toAcct.credit(amount); } } } int fromHash = System.identityHashCode(fromAcct); int toHash = System.identityHashCode(toAcct); if (fromHash < toHash) { synchronized (fromAcct) { synchronized (toAcct) { new Helper().transfer(); } } } else if (fromHash > toHash) { synchronized (toAcct) { synchronized (fromAcct) { new Helper().transfer(); } } } else { synchronized (tieLock) { synchronized (fromAcct) { synchronized (toAcct) { new Helper().transfer(); } } } } 10.1.3 在协作对象之间发生死锁Deadlocks Between Cooperating Objects 下面的例子setLocation和getImage都会获取两把锁，会存在两个线程按照不同的顺序获取锁的情况。 public class CooperatingDeadlock { // Warning: deadlock-prone! class Taxi { @GuardedBy("this") private Point location, destination; private final Dispatcher dispatcher; public Taxi(Dispatcher dispatcher) { this.dispatcher = dispatcher; } public synchronized Point getLocation() { return location; } public synchronized void setLocation(Point location) { this.location = location; if (location.equals(destination)) dispatcher.notifyAvailable(this); } public synchronized Point getDestination() { return destination; } public synchronized void setDestination(Point destination) { this.destination = destination; } } class Dispatcher { @GuardedBy("this") private final Set<Taxi> taxis; @GuardedBy("this") private final Set<Taxi> availableTaxis; public Dispatcher() { taxis = new HashSet<Taxi>(); availableTaxis = new HashSet<Taxi>(); } public synchronized void notifyAvailable(Taxi taxi) { availableTaxis.add(taxi); } public synchronized Image getImage() { Image image = new Image(); for (Taxi t : taxis) image.drawMarker(t.getLocation()); return image; } } class Image { public void drawMarker(Point p) { } } } 10.1.4 开放调用 减小锁的力度，锁不嵌套。 class CooperatingNoDeadlock { @ThreadSafe class Taxi { @GuardedBy("this") private Point location, destination; private final Dispatcher dispatcher; public Taxi(Dispatcher dispatcher) { this.dispatcher = dispatcher; } public synchronized Point getLocation() { return location; } public synchronized void setLocation(Point location) { boolean reachedDestination; synchronized (this) { this.location = location; reachedDestination = location.equals(destination); } if (reachedDestination) dispatcher.notifyAvailable(this); } public synchronized Point getDestination() { return destination; } public synchronized void setDestination(Point destination) { this.destination = destination; } } @ThreadSafe class Dispatcher { @GuardedBy("this") private final Set<Taxi> taxis; @GuardedBy("this") private final Set<Taxi> availableTaxis; public Dispatcher() { taxis = new HashSet<Taxi>(); availableTaxis = new HashSet<Taxi>(); } public synchronized void notifyAvailable(Taxi taxi) { availableTaxis.add(taxi); } public Image getImage() { Set<Taxi> copy; synchronized (this) { copy = new HashSet<Taxi>(taxis); } Image image = new Image(); for (Taxi t : copy) image.drawMarker(t.getLocation()); return image; } } class Image { public void drawMarker(Point p) { } } } 1.0.15 资源死锁 数据库连接池，A持有数据库D1连接，等待与D2连接，B持有D2的连接，等待与D1连接。 线程饥饿死锁，如8.1.1小节的例子。 10.2 死锁的避免与诊断 10.2.1 支持定时的锁 tryLock 10.2.2 kill -3 发信号给JVM dump线程 10.3 其他活跃性危险 10.3.1 饥饿 10.3.3 活锁Livelock 他不会阻塞线程，但是也不能继续执行，因为线程在不断的重复执行相同的操作，而且总会失败。 例如处理事务消，回滚后再次重新把任务放在队头。 又例如发送数据包，都选择1s后重试，那么总会冲突，所以可以考虑一个随机数时间间隔。
2018-02-21

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