java死锁业务场景

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mob64ca12d652c7 2024-12-03 03:58:02 ©著作权

文章标签 死锁 java Java 文章分类 Java 后端开发

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深入理解Java中的死锁及其实现

在软件开发中，死锁是一个常见的问题，特别是在多线程编程的环境下。本文将逐步教会你如何模拟一个简单的Java死锁场景，帮助你理解其工作原理及如何避免。

死锁的基本概念

死锁是指两个或多个线程因争夺资源而造成的一种相互等待的现象。此时，线程将无法继续执行，程序将进入僵局。

死锁示例流程

为便于理解，我们将通过以下流程来演示如何实现一个简单的Java死锁场景。

步骤	操作	代码示例
1	创建两个资源A和B	`Object A = new Object(); Object B = new Object();`
2	创建两个线程	`Thread t1 = new Thread(new Task1(A, B));`<br>`Thread t2 = new Thread(new Task2(B, A));`
3	启动线程	`t1.start();`<br>`t2.start();`
4	让线程相互等待	在Task1和Task2中分别加锁A和B
5	观察程序行为	检查是否发生死锁

步骤详解

步骤1：创建资源

在这个示例中，我们将创建两个对象，作为我们要锁定的资源。

Object A = new Object(); // 创建资源A
Object B = new Object(); // 创建资源B

步骤2：创建线程

我们将创建两个线程来执行不同的任务。在这个例子中，Task1将尝试锁定资源A然后是资源B，而Task2则反向进行。

Thread t1 = new Thread(new Task1(A, B)); // 创建线程 t1
Thread t2 = new Thread(new Task2(B, A)); // 创建线程 t2

步骤3：启动线程

一旦线程创建完毕，就可以启动线程。

t1.start(); // 启动线程 t1
t2.start(); // 启动线程 t2

步骤4：实现竞争条件

在这个步骤中，我们需要定义Task1和Task2。它们会模拟资源锁定的情况，从而引发死锁。

class Task1 implements Runnable {
    private final Object lockA;
    private final Object lockB;

    public Task1(Object lockA, Object lockB) {
        this.lockA = lockA;
        this.lockB = lockB;
    }

    public void run() {
        synchronized (lockA) { // 锁定资源A
            System.out.println("Task1: Holding lock A...");
            try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}

            synchronized (lockB) { // 尝试锁定资源B
                System.out.println("Task1: Holding lock B...");
            }
        }
    }
}

class Task2 implements Runnable {
    private final Object lockA;
    private final Object lockB;

    public Task2(Object lockA, Object lockB) {
        this.lockA = lockA;
        this.lockB = lockB;
    }

    public void run() {
        synchronized (lockB) { // 锁定资源B
            System.out.println("Task2: Holding lock B...");
            try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}

            synchronized (lockA) { // 尝试锁定资源A
                System.out.println("Task2: Holding lock A...");
            }
        }
    }
}

步骤5：观察程序行为

当我们运行这段代码时，两个线程会持续等待对方释放锁，从而造成死锁。你可以通过输出观察线程状态并确认死锁的发生。

死锁图示

使用Mermaid语法，可以将这个过程可视化。下面是一个简单的死锁过程图示：

journey
    title 死锁发生过程
    section 线程1操作
      线程1请求资源A: 5: 线程1
      线程1请求资源B: 3: 线程1
    section 线程2操作
      线程2请求资源B: 5: 线程2
      线程2请求资源A: 3: 线程2