Java程序死锁问题原理及解决方案Word文件下载.docx
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//每个进程还需要的资源数
publicstaticintNEED[][]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},
//每次申请的资源数
publicstaticintRequest[]={0,0,0};
//进程数与资源数
publicstaticintM=5,N=3;
intFALSE=0;
intTRUE=1;
publicvoidshowdata（）{
inti,j;
System.out.print（"
系统可用的资源数为:
/n"
）;
for（j=0;
j<
N;
j++）{
资源"
+j+"
:
"
+AVAILABLE[j]+"
}
System.out.println（）;
System.out.println（"
各进程还需要的资源量:
for（i=0;
i<
M;
i++）{
进程"
+i+"
+NEED[i][j]+"
各进程已经得到的资源量:
System.out.print（i）;
+ALLOCATION[i][j]+"
//分配资源，并重新更新各种状态
publicvoidchangdata（intk）{
intj;
AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j];
ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j];
NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j];
};
//回收资源，并重新更新各种状态
publicvoidrstordata（intk）{
AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j];
ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j];
NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j];
//释放资源
publicvoidfree（intk）{
for（intj=0;
AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+ALLOCATION[k][j];
释放"
+k+"
号进程的"
资源!
publicintcheck0（intk）{
intj,n=0;
if（NEED[k][j]==0）
n++;
if（n==3）
return1;
else
return0;
//检查安全性函数
//所以银行家算法其核心是：
保证银行家系统的资源数至少不小于一个客户的所需要的资源数。
在安全性检查函数chkerr（）上由这个方法来实现
//这个循环来进行核心判断，从而完成了银行家算法的安全性检查工作。
publicintchkerr（ints）{
intWORK;
intFINISH[]=newint[M],temp[]=newint[M];
//保存临时的安全进程序列
inti,j,k=0;
i++）
FINISH[i]=FALSE;
WORK=AVAILABLE[j];
//第j个资源可用数
i=s;
//判断第i个进程是否满足条件
while（i<
M）{
if（FINISH[i]==FALSE&
&
NEED[i][j]<
=WORK）{
WORK=WORK+ALLOCATION[i][j];
FINISH[i]=TRUE;
temp[k]=i;
k++;
i=0;
}else{
i++;
if（FINISH[i]==FALSE）{
/n系统不安全!
!
本次资源申请不成功!
/n经安全性检查，系统安全，本次分配成功。
本次安全序列：
M-1;
+temp[i]+"
->
+temp[M-1]）;
死锁示例
死锁问题是多线程特有的问题，它可以被认为是线程间切换消耗系统性能的一种极端情况。
在死锁时，线程间相互等待资源，而又不释放自身的资源，导致无穷无尽的等待，其结果是系统任务永远无法执行完成。
死锁问题是在多线程开发中应该坚决避免和杜绝的问题。
一般来说，要出现死锁问题需要满足以下条件：
1.互斥条件：
一个资源每次只能被一个线程使用。
2.请求与保持条件：
一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
3.不剥夺条件：
进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。
4.循环等待条件：
若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
只要破坏死锁4个必要条件之一中的任何一个，死锁问题就能被解决。
我们先来看一个示例，前面说过，死锁是两个甚至多个线程被永久阻塞时的'
一种运行局面，这种局面的生成伴随着至少两个线程和两个或者多个资源。
代码清单2所示的示例中，我们编写了一个简单的程序，它将会引起死锁发生，然后我们就会明白如何分析它。
清单2.死锁示例
publicclassThreadDeadlock{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsInterruptedException{
objectobj1=newobject（）;
objectobj2=newobject（）;
objectobj3=newobject（）;
Threadt1=newThread（newSyncThread（obj1,obj2）,"
t1"
Threadt2=newThread（newSyncThread（obj2,obj3）,"
t2"
Threadt3=newThread（newSyncThread（obj3,obj1）,"
t3"
t1.start（）;
Thread.sleep（5000）;
t2.start（）;
t3.start（）;
classSyncThreadimplementsRunnable{
privateobjectobj1;
privateobjectobj2;
publicSyncThread（objecto1,objecto2）{
this.obj1=o1;
this.obj2=o2;
@Override
publicvoidrun（）{
Stringname=Thread.currentThread（）.getName（）;
System.out.println（name+"
acquiringlockon"
+obj1）;
synchronized（obj1）{
acquiredlockon"
work（）;
+obj2）;
synchronized（obj2）{
releasedlockon"
finishedexecution."
privatevoidwork（）{
try{
Thread.sleep（30000）;
}catch（InterruptedExceptione）{
e.printStackTrace（）;
在上面的程序中同步线程正完成Runnable的接口，它工作的是两个对象，这两个对象向对方寻求死锁而且都在使用同步阻塞。
在主函数中，我使用了三个为同步线程运行的线程，而且在其中每个线程中都有一个可共享的资源。
这些线程以向第一个对象获取封锁这种方式运行。
但是当它试着向第二个对象获取封锁时，它就会进入等待状态，因为它已经被另一个线程封锁住了。
这样，在线程引起死锁的过程中，就形成了一个依赖于资源的循环。
当我执行上面的程序时，就产生了输出，但是程序却因为死锁无法停止。
输出如清单3所示。
清单3.清单2运行输出
t1acquiredlockonjava.lang.object@1dd3812
t2acquiringlockonjava.lang.object@c791b9
t2acquiredlockonjava.lang.object@c791b9
t3acquiringlockonjava.lang.object@1aa9f99
t3acquiredlockonjava.lang.object@1aa9f99
t1acquiringlockonjava.lang.object@c791b9
t2acquiringlockonjava.lang.object@1aa9f99
在此我们可以清楚地在输出结果中辨认出死锁局面，但是在我们实际所用的应用中，发现死锁并将它排除是非常难的。
死锁情况诊断
JVM提供了一些工具可以来帮助诊断死锁的发生，如下面程序清单4所示，我们实现了一个死锁，然后尝试通过jstack命令追踪、分析死锁发生。
清单4.死锁代码
importjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
//下面演示一个简单的死锁，两个线程分别占用south锁和north锁，并同时请求对方占用的锁，导致死锁
publicclassDeadLockextendsThread{
protectedobjectmyDirect;
staticReentrantLocksouth=newReentrantLock（）;
staticReentrantLocknorth=newReentrantLock（）;
publicDeadLock（objectobj）{
this.myDirect=obj;
if（myDirect==south）{
this.setName（"
south"
north"
north.lockInterruptibly（）;
//占用north
Thread.sleep（500）;
}catch（Exceptionex）{
ex.printStackTrace（）;
south.lockInterruptibly（）;
cartosouthhaspassed"
}catch（InterruptedExceptionex）{
cartosouthiskilled"
}finally{
if（north.isHeldByCurrentThread（））{
north.unlock（）;
if（south.isHeldByCurrentThread（））{
south.unlock（）;
if（myDirect==north）{
//占用south
cartonorthhaspassed"
cartonorthiskilled"
DeadLockcar2south=newDeadLock（south）;
DeadLockcar2north=newDeadLock（north）;
car2south.start（）;
car2north.start（）;
jstack可用于导出Java应用程序的线程堆栈，-l选项用于打印锁的附加信息。
我们运行jstack命令，输出入清单5和6所示，其中清单5里面可以看到线程处于运行状态，代码中调用了拥有锁投票、定时锁等候和可中断锁等候等特性的ReentrantLock锁机制。
清单6直接打印出出现死锁情况，报告north和sourth两个线程互相等待资源，出现了死锁。
清单5.jstack运行输出1
[root@facenode4~]#jstack-l31274
2015-01-2912:
40:
27
FullthreaddumpJavaHotSpot（TM）64-BitServerVM（20.45-b01mixedmode）:
AttachListener"
daemonprio=10tid=0x00007f6d3c001000nid=
0x7a87waitingoncondition[0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State:
RUNNABLE
Lockedownablesynchronizers:
-None
DestroyJavaVM"
prio=10tid=0x00007f6da4006800nid=
0x7a2bwaitingoncondition[0x0000000000000000]
prio=10tid=0x00007f6da4101800nid=
0x7a47waitingoncondition[0x00007f6d8963b000]
WAITING（parking）
atsun.misc.Unsafe.park（NativeMethod）
-parkingtowaitfor<
0x000000075903c7c8>
（
ajava.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync）
atjava.util.concurrent.locks.LockSupport.park（LockSupport.java:
156）
atjava.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.
parkAndCheckInterrupt（AbstractQueuedSynchronizer.java:
811）
doAcquireInterruptibly（AbstractQueuedSynchronizer.java:
867）
acquireInterruptibly（AbstractQueuedSynchronizer.java:
1201）
atjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly（ReentrantLock.java:
312）
atDeadLock.run（DeadLock.java:
50）
-<
0x000000075903c798>
（ajava.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync）
prio=10tid=0x00007f6da4100000nid=
0x7a46waitingoncondition[0x00007f6d8973c000]
28）
LowMemoryDetector"
daemonprio=10tid=0x00007f6da40d2800nid=
0x7a44runnable[0x0000000000000000]
C2CompilerThread1"
daemonprio=10tid=0x00007f6da40d0000nid=
0x7a43waitingoncondition[0x0000000000000000]
C2CompilerThread0"
daemonprio=10tid=0x00007f6da40cd000nid=
0x7a42waitingoncondition[0x0000000000000000]
SignalDispatcher"
daemonprio=10tid=0x00007f6da40cb00
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