【JavaSE】【多线程】synchronized和死锁

目录

一、synchronized详解1.1 互斥1.2 可重入 二、死锁2.1 死锁成因2.2 避免死锁

一、synchronized详解

1.1 互斥

synchronized 会起到互斥效果, 某个线程执行到某个对象的 synchronized 中时, 其他线程如果也执行到
同一个对象 synchronized 就会阻塞等待.

语法：

synchronized(变量){//修改操作}

()括号内的变量不重要，作用是区分加锁对象是否一样，如果对同一个对象加锁，那么两个操作就会产生“blocked”锁竞争阻塞问题，后一个线程就会等到前一个线程解锁再执行。
进入左大括号 ‘{’ 就是加锁，出了右大括号 ‘}’ 就是解锁。

写一个例子，就会出现预期结果10000:

public class Demo7 {    private static int ret;    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Object block = new Object();                Thread thread1 = new Thread(() -> {            for (int i = 0; i < 5000; i++) {                                synchronized (block){                    ret++;                }                            }        });        Thread thread2 = new Thread(() -> {            for (int i = 0; i < 5000; i++) {                synchronized (block){                    ret++;                }            }        });        thread1.start();        thread2.start();        thread1.join();        thread2.join();        System.out.println(ret);;    }}

synchronized还可以修饰方法（静态方法也行）。

synchronized修饰实例方法：

class Counter{    public int ret;    public void increase1() {        synchronized (this) {            ret++;        }    }    //简化版本    synchronized public void increase2() {        ret++;    }}

synchronized修饰静态方法：相当于修饰这个类

class Counter{private static int ret2;public static void increase3() {        synchronized (Counter.class) {            ret2++;        }    }    //简化版本    synchronized public static void increase4() {        ret2++;    }}

1.2 可重入

可重入就是指一个线程连续针对一个对象加多次锁，不会出现“死锁”现象称为可重入。

死锁：自己把自己锁死。
举个例子，假如synchronized不是可重入锁：

synchronized (block) {synchronized(block) {//代码} //右大括号}2}  //右大括号}1

在进入第一个synchronized的时候，加上一把锁，此时已经是“锁定状态”，
当我们进入到第二个synchronized的时候要加锁，就发生“阻塞等待”，就要等到第一个锁走到右大括号}1解完锁才能加，
然而第一个锁走到右大括号}1解锁，又需要第二把锁创建走完到右大括号}2。
这是线程就卡死了，这就是死锁。

synchronized 同步块对同一条线程来说是可重入的，不会出现自己把自己锁死的问题；

可重入机制会在第一次加锁的时候记录是那个线程加的锁，然后下一次加锁如果是这个被记录线程，就直接加锁成功。这就是可重入锁的 "线程持有者"信息。可重入锁还会有一个“计数器”信息，加一把锁就加一，解一把锁就减一，当计数器递减为 0 的时候, 才真正释放锁。

二、死锁

前面所说，一个线程两把锁，如果不是可重入锁就死锁了；还有两个线程两把锁，是不是可重入锁都要死锁。两个线程T1、T2，两把锁A、B；T1获取锁A，T2获取锁B，T2尝试获取锁B，T2尝试获取锁A。就如“车钥匙锁房间里了，房间钥匙锁车里了”。

public class Demo9 {    public static void main(String[] args) {        Object block1 = new Object();        Object block2 = new Object();        Thread thread1 = new Thread(()->{            synchronized (block1) {                System.out.println("thread1加block1");                synchronized (block2) {                    System.out.println("thread1加block2");                }            }        });        Thread thread2 = new Thread(()->{            synchronized (block2) {                System.out.println("thread2加block2");                synchronized (block1) {                    System.out.println("thread2加block1");                }            }        });        thread1.start();        thread2.start();    }}

N个线程，M把锁（相当于两个线程两把锁的进阶版本）：经典模型哲学家就餐问题

5个哲学家，5只筷子，哲学家坐在圆桌边，桌上放有面条，每只筷子放在每个哲学家的中间。

每个哲学家，会做两件事：
1.1.思考人生.放下筷子，啥都不干
1.2 吃面条.拿起左右两侧的两根筷子，开始吃面条，哲学家啥时候吃面条，啥时候思考人生，是随机的哲学家吃面条啥时候吃完，也是随机的，哲学家正在吃面条的过程中，会持有左右两侧的筷子。此时相邻的哲学家如果也想吃面条，就需要阻塞等待，

当出现极端情况，每个哲学家都想吃面条，都拿起自己左手边的筷子，并且不会在没吃到面条情况下放下筷子，这时就是死锁了。

2.1 死锁成因

四个必要条件：

互斥使用（锁的基本特性）：当一个线程拿到一把锁后，另一个线程要拿到这把锁就要阻塞等待；不可抢占（锁的基本特性）：当一把锁被线程拿到后，其他线程不能抢占，只能等线程自己释放锁；请求保持（代码结构）：当一个线程拿到一把锁后，再去拿其它锁的时候，已经被拿到的锁不会被释放；循环/环路 等待（代码结构）：阻塞等待的依赖关系形成环了。

2.2 避免死锁

只要上诉四个条件不成立一个就可以。
条件1,2是锁自带的特性，不能改变。

对于条件3，改变代码结构，避免锁嵌套逻辑；对于条件4，可以约定加锁顺序，便面等待依赖关系成环。
如上面的哲学家就餐问题，给每个筷子从1-5顺序编号，规定每次拿筷子只能先拿小号筷子。银行家算法，但是这种算法过于麻烦一般不用。