一起学并发编程 - 死锁跟踪分析

文章目录
  1. 1. 死锁
    1. 1.1. 经典案例
    2. 1.2. 分析手段
    3. 1.3. 补充两句
  2. 2. - 说点什么

上一章介绍过synchronized关键字,使用它可以给程序互斥部分加上一把锁从而达到同步的效果,但错误的用法会导致多个线程同时被阻塞….

死锁

死锁: 多个线程同时被阻塞,它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期地阻塞,因此程序不可能正常终止。

JAVA 中死锁产生的四个必要条件

  • 互斥使用,当资源被一个线程使用(占有)时,别的线程不能使用
  • 不可抢占,资源请求者不能强制从资源占有者手中夺取资源,资源只能由资源占有者主动释放。
  • 请求和保持,当资源请求在请求其他的资源的同时保持对原有资源的占有。
  • 循环等待,存在一个等待队列:P1占有P2的资源,P2占有P3的资源,P3占有P1的资源。这样就形成了一个等待环路。

经典案例

先来看一段经典的死锁代码,两个方法中分别获取了class literals方式的锁

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void method1() {
while (true) {
synchronized (Integer.class) {
System.out.println("获得 Integer.class 对象锁");
synchronized (String.class) {
System.out.println("获得 String.class 对象锁");
}
}
}
}
void method2() {
while (true) {
synchronized (String.class) {
System.out.println("获得 String.class 对象锁");
synchronized (Integer.class) {
System.out.println("获得 Integer.class 对象锁");
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
DeadLockFixed fixed = new DeadLockFixed();
new Thread(fixed::method1, "method1").start();
new Thread(fixed::method2, "method2").start();
}

////////////////////////日志////////////////////////
//获得 Integer.class 对象锁
//获得 String.class 对象锁
//获得 Integer.class 对象锁
//获得 String.class 对象锁
//获得 Integer.class 对象锁
//获得 String.class 对象锁
//获得 Integer.class 对象锁
//获得 String.class 对象锁
//获得 Integer.class 对象锁
//获得 String.class 对象锁
////////////////////////日志////////////////////////

分析: method1 和 method2 都会去获取IntegerString两把锁,但是获取锁的顺序不一致,在并行情况,当两个方法未及时释放自己的锁,又同时去获取另外一把锁这时候就会出现死锁情况

举个例子: 吃饭需要筷子,小明吃饭的时候先拿筷子在拿碗,小红相反,再一次拿取餐具的时候,小明先拿到筷子,正准备拿碗的时候被小红抢先了一步拿碗,这时候都要吃饭但谁也不让谁,结果就是都饿死(死锁)

死锁

分析手段

命令: JDK本身提供了很多方便的JVM性能调优监控工具,除了集成式的VisualVMjConsole外,还有jps、jstack、jmap、jhat、jstat等小巧的命令工具,本章主要使用到jpsjstack做分析

jps: 过滤出Java本身的进程以及运行的引导类,就是引导main方法所在的类。

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-q 仅输出VM标识符,不包括class name,jar name,arguments in main method 
-m 输出main method的参数
-l 输出完全的包名,应用主类名,jar的完全路径名
-v 输出jvm参数
-V 输出通过flag文件传递到JVM中的参数(.hotspotrc文件或-XX:Flags=所指定的文件
-Joption 传递参数到vm,例如:-J-Xms48m

jstack: 主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息

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-l long listings,会打印出额外的锁信息,在发生死锁时可以用jstack -l pid来观察锁持有情况
-m mixed mode,不仅会输出Java堆栈信息,还会输出C/C++堆栈信息(比如Native方法)
  • 打开dos界面,输入jps
  • 找到当前mainpid,使用jstack pid命令

死锁分析

我们可以发现method1锁住了<0x000000076ae03e68>等待<0x000000076ae008d8>method2恰恰相反,这个时候死锁就发生了…

代码

日志滑动到后面,可以发现有一个Found one Java-level deadlock,然后也告诉了我们代码在多少行,在知道问题代码所在地后,解决起来就简单了(改变锁的顺序,完美解决问题…)

补充两句

上面讲了什么是死锁以及定位问题方式,其实JDK中,已经内置了很多锁相关的类都在java.util.concurrent.locks包下,使用简单且可以有效的的避免死锁问题,或者使用java.util.concurrent.Semaphore(信号量)机制,篇幅过长会导致阅读兴趣下降,所以信号量处理锁的方式在GIT中,有兴趣可以从GIT地址获取

- 说点什么

全文代码:https://gitee.com/battcn/battcn-concurent/tree/master/Chapter1-1/battcn-thread/src/main/java/com/battcn/chapter6

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