一种并行JAVA程序运行时的死锁检测方法
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数据库并发控制中的死锁检测与解决方法死锁在数据库并发控制中是一个常见且具有挑战性的问题。
当多个事务同时竞争数据库资源时,如果每个事务都持有其他事务需要的资源,并且同时等待其他事务释放它们所需要的资源,就会出现死锁。
死锁会导致系统无法继续进行下去,使得事务无法完成并导致性能下降。
因此,死锁检测与解决是数据库系统中非常重要的一部分。
一、死锁的概念和特征死锁是指两个或多个事务互相持有对方所需要的资源,从而导致这些事务无法继续执行下去的情况。
死锁的发生可由以下条件引起:1. 互斥条件:一个资源在一个时刻只能被一个事务占用。
2. 请求与保持条件:一个事务可以请求一种资源,并且不释放它已经占有的资源。
3. 不剥夺条件:一个事务已经获得的资源不能被其他事务强制性地剥夺。
4. 循环等待条件:存在一个事务之间的等待环。
二、死锁检测方法1. 图论算法图论算法通常用于检测和解决死锁问题。
基于图论的死锁检测算法有两种常见的方法:资源分配图和等待图。
- 资源分配图:通过将每个事务表示为一个节点,并用边表示事务需要的资源,构建资源分配图。
通过检测该图中是否存在环来判断是否存在死锁。
- 等待图:以资源为节点,以事务请求资源的关系为有向边,构建等待图。
检测等待图中是否存在环可以判断死锁。
2. 系统分析方法系统分析方法通过静态分析等方式对系统设计进行死锁检测。
该方法主要通过对事务的调度和资源分配进行预测,从而提前检测潜在的死锁问题。
- 静态检测:在设计阶段对数据库进行建模,然后通过死锁的必要条件进行逻辑分析,检测潜在死锁。
这种方法的好处是在系统运行阶段减少死锁的发生,但不适用于动态变化的系统。
- 动态检测:在系统运行的同时实时监测并检测死锁。
这种方法可以对实时系统及时发现和处理死锁问题。
三、死锁解决方法1. 死锁避免死锁避免方法是通过推断事务的占用资源和请求资源情况,来决定是否分配或推迟分配资源。
这种方法要求系统具有足够的信息来进行死锁预测,并能够主动推迟或选择其他资源分配的方案。
【Java并发基础】死锁前⾔我们使⽤加锁机制来保证线程安全,但是如果过度地使⽤加锁,则可能会导致死锁。
下⾯将介绍关于死锁的相关知识以及我们在编写程序时如何预防死锁。
什么是死锁学习操作系统时,给出死锁的定义为两个或两个以上的线程在执⾏过程中,由于竞争资源⽽造成的⼀种阻塞的现象,若⽆外⼒作⽤,它们都将⽆法推进下去。
简化⼀点说就是:⼀组相互竞争资源的线程因为互相等待,导致“永久”阻塞的现象。
下⾯我们通过⼀个转账例⼦来深⼊理解死锁。
class Account {private int balance;// 转账void transfer(Account target, int amt){if (this.balance > amt) {this.balance -= amt;target.balance += amt;}}}为了使以上转账⽅法transfer()不存在并发问题,很快地我们可以想使⽤Java的synchronized修饰transfer⽅法,于是代码如下:class Account {private int balance;// 转账synchronized void transfer(Account target, int amt){if (this.balance > amt) {this.balance -= amt;target.balance += amt;}}}需要注意,这⾥我们使⽤的内置锁是this,这把锁虽然可以保护我们⾃⼰的balance,却不可以保护target的balance。
使⽤我们上⼀篇介绍的锁模型来描绘这个代码就是下⾯这样:(图来⾃参考[1])更具体来说,假设有 A、B、C 三个账户,余额都是 200 元,我们⽤两个线程分别执⾏两个转账操作:账户 A 转给账户 B 100 元,账户 B 转给账户 C 100 元,最后我们期望的结果应该是账户 A 的余额是 100 元,账户 B 的余额是 200 元,账户 C 的余额是 300 元。
死锁必要条件•互斥:每个资源要么已经分配给了一个进程,要么就是可用的。
•占有和等待:已经得到了某个资源的进程可以再请求新的资源。
•不可抢占:已经分配给一个进程的资源不能强制性地被抢占,它只能被占有它的进程显式地释放。
•环路等待:有两个或者两个以上的进程组成一条环路,该环路中的每个进程都在等待下一个进程所占有的资源。
处理方法主要有以下四种方法:•鸵鸟策略;•死锁检测与死锁恢复•死锁预防•死锁避免鸵鸟策略把头埋在沙子里,假装根本没发生问题。
因为解决死锁问题的代价很高,因此鸵鸟策略这种不采取任务措施的方案会获得更高的性能。
当发生死锁时不会对用户造成多大影响,或发生死锁的概率很低,可以采用鸵鸟策略。
大多数操作系统,包括 Unix,Linux 和 Windows,处理死锁问题的办法仅仅是忽略它。
死锁检测与死锁恢复不试图阻止死锁,而是当检测到死锁发生时,采取措施进行恢复。
1. 每种类型一个资源的死锁检测上图为资源分配图,其中方框表示资源,圆圈表示进程。
资源指向进程表示该资源已经分配给该进程,进程指向资源表示进程请求获取该资源。
图 a 可以抽取出环,如图 b,它满足了环路等待条件,因此会发生死锁。
每种类型一个资源的死锁检测算法是通过检测有向图是否存在环来实现,从一个节点出发进行深度优先搜索,对访问过的节点进行标记,如果访问了已经标记的节点,就表示有向图存在环,也就是检测到死锁的发生。
2. 每种类型多个资源的死锁检测上图中,有三个进程四个资源,每个数据代表的含义如下:• E 向量:资源总量• A 向量:资源剩余量• C 矩阵:每个进程所拥有的资源数量,每一行都代表一个进程拥有资源的数量•R 矩阵:每个进程请求的资源数量进程 P1 和 P2 所请求的资源都得不到满足,只有进程 P3 可以,让 P3 执行,之后释放 P3 拥有的资源,此时 A = (2 2 2 0)。
P2 可以执行,执行后释放 P2 拥有的资源,A = (4 2 2 1) 。
数据库并发控制的死锁检测与解决在数据库系统中,随着数据量和用户数量的增加,数据库并发控制的重要性也日益突出。
然而,当多个事务同时竞争数据库资源时,可能会导致死锁的发生。
死锁是一种常见的并发控制问题,会导致系统性能下降甚至完全停止响应。
因此,死锁的检测与解决成为数据库管理系统中的关键任务。
死锁是指两个以上的事务相互等待对方所持有的资源,导致程序无法继续执行而陷入循环等待的状态。
为了有效地解决死锁问题,数据库系统需要开发一种死锁检测和解决机制。
下面将介绍一些常用的死锁检测与解决方法。
一、死锁的检测方法1. 等待图等待图是死锁检测中常用的方法之一。
它使用有向图来表示事务和资源之间的依赖关系。
如果一个事务正在等待另一个事务所持有的资源,并且这两个事务之间存在一条有向边,那么就可以认为发生了死锁。
等待图的构建和检测算法相对简单,但对于大规模的数据库系统,会消耗较多的计算资源。
2. 资源分配图资源分配图是另一种常用的死锁检测方法。
它使用有向图表示资源与事务之间的关系,通过检测图中是否存在环来判断是否发生死锁。
当且仅当资源分配图中存在环时,才能确定发生了死锁。
资源分配图方法虽然复杂度较低,但在大规模数据库系统中,构建和检测图的过程同样需要大量的计算资源。
二、死锁的解决方法1. 死锁超时回滚死锁超时回滚是一种常见的死锁解决方法,当检测到死锁时,系统会选择其中一个事务进行回滚,使得其他事务能够继续执行。
这种方法的优势是简单易行,但回滚可能会导致一些事务的操作无效,不适用于所有情况。
2. 死锁检测与解锁算法死锁检测与解锁算法通过监控系统状态并调整资源的分配来解决死锁。
这种方法需要周期性地进行死锁检测,并对发生死锁的事务进行解锁操作,释放所占用的资源。
这个过程中需要使用一定的算法来选择哪个事务进行解锁,以及如何调整资源的分配。
常用的算法包括银行家算法和图着色算法等。
3. 死锁预防死锁预防方法通过约束事务的操作顺序来防止死锁的发生。
Java程序死锁问题定位与解决⼀、概述死锁产⽣的原因:【1】系统资源不⾜;【2】资源分配不当;【3】进程运⾏推进的顺序不合适;形成死锁的四个必要条件:【1】互斥条件:⼀个资源每次只能被⼀个进程使⽤。
【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,在末使⽤完之前,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。
⼆、代码演⽰1public class TestMian {2//A、B 表⽰两把锁3 String A = "A";4 String B = "B";5public static void main(String[] args) {6 TestMian testMian = new TestMian();7new Thread(()->{8try {9 testMian.a();10 } catch (InterruptedException e) {11 e.printStackTrace();12 }13 }).start();1415new Thread(()->{16try {17 testMian.b();18 } catch (InterruptedException e) {19 e.printStackTrace();20 }21 }).start();22 }232425public void a() throws InterruptedException {26//持有锁A后,尝试持有锁B ***********重点**************27synchronized (A){28 System.out.println("A");29 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);30synchronized (B){31 System.out.println("B");32 }33 }34 }3536public void b() throws InterruptedException {37//持有锁B后,尝试持有锁A ***********重点**************38synchronized (B){39 System.out.println("B");40 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);41synchronized (A){42 System.out.println("A");43 }44 }45 }46 }三、排查死锁四、如何避免线程死锁【1】破坏互斥条件:这个条件我们没有办法破坏,因为我们⽤锁本来就是想让他们互斥的(临界资源需要互斥访问)。
JAVA篇:Java多线程(⼆)线程锁机制和死锁2、线程锁机制和死锁关键字:Java锁分类名词、线程死锁、Lock、ReentrantLock、ReadWriteLock、Condition说到锁的话,总是会提到很多,其分类与理论部分应该会参考别⼈的描述,反正⾃⼰讲也不会⽐别⼈好。
公平锁/⾮公平锁可重⼊锁独享锁/共享锁互斥锁/读写锁乐观锁/悲观锁分段锁偏向锁/轻量级锁/重量级锁⾃旋锁还有⼀部分则是Java中锁的实现与应⽤。
synchronizedLock相关类Condition相关类2.1 锁的分类名词前⾯所说的锁的分类名词,有的是指锁的状态、有的指锁的特性、有的指锁的设计。
这部分主要是参考2.1.1 公平锁/⾮公平锁公平锁是指多个线程按照申请所的顺序来获取锁。
⾮公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序,有可能是后申请的线程⽐先申请的线程有限获取锁。
有可能,会造成优先级反转或者饥饿现象。
⾮公平锁的优点在于吞吐量⽐公平锁⼤。
在Java中,synchronized是⼀种⾮公平锁。
ReentrantLock则可以通过构造函数指定该锁是否公平锁,默认是⾮公平锁。
ReentrantLock通过AQS来实现线程调度,实现公平锁。
2.1.2 可重⼊锁可重⼊锁⼜名递归锁,是指在同⼀个线程在持有锁的前提下,再遇到需要申请同⼀个锁的情况时可⾃动获取锁。
⽽⾮可重⼊锁遇到这种情况会形成死锁,也就是“我申请我已经持有的锁,我不会释放锁也申请不到锁,所以形成死锁。
”Java中,synchronized在JDK 1.6优化后,属于可重⼊锁。
ReentrantLock,即Re entrant Lock,可重⼊锁。
synchronized void A(){System.out.println("A获取锁!");B();}synchronized void B(){System.out.println("B锁重⼊成功!");}2.1.3 独享锁/共享锁独享锁是指该锁⼀次只能被⼀个线程所持有,共享锁是指该锁可被多个线程所持有。
java实现死锁的⽰例代码什么是死锁我们先看看这样⼀个⽣活中的例⼦:在⼀条河上有⼀座桥,桥⾯较窄,只能容纳⼀辆汽车通过,⽆法让两辆汽车并⾏。
如果有两辆汽车A和B分别由桥的两端驶上该桥,则对于A车来说,它⾛过桥⾯左⾯的⼀段路(即占有了桥的⼀部分资源),要想过桥还须等待B车让出右边的桥⾯,此时A车不能前进;对于B车来说,它⾛过桥⾯右边的⼀段路(即占有了桥的⼀部分资源),要想过桥还须等待A车让出左边的桥⾯,此时B车也不能前进。
两边的车都不倒车,结果造成互相等待对⽅让出桥⾯,但是谁也不让路,就会⽆休⽌地等下去。
这种现象就是死锁。
如果把汽车⽐做进程,桥⾯作为资源,那麽上述问题就描述为:进程A占有资源R1,等待进程B占有的资源Rr;进程B占有资源Rr,等待进程A占有的资源R1。
⽽且资源R1和Rr只允许⼀个进程占⽤,即:不允许两个进程同时占⽤。
结果,两个进程都不能继续执⾏,若不采取其它措施,这种循环等待状况会⽆限期持续下去,就发⽣了进程死锁。
在计算机系统中,涉及软件,硬件资源都可能发⽣死锁。
例如:系统中只有⼀台CD-ROM驱动器和⼀台打印机,某⼀个进程占有了CD-ROM驱动器,⼜申请打印机;另⼀进程占有了打印机,还申请CD-ROM。
结果,两个进程都被阻塞,永远也不能⾃⾏解除。
所谓死锁,是指多个进程循环等待它⽅占有的资源⽽⽆限期地僵持下去的局⾯。
很显然,如果没有外⼒的作⽤,那麽死锁涉及到的各个进程都将永远处于封锁状态。
从上⾯的例⼦可以看出,计算机系统产⽣死锁的根本原因就是资源有限且操作不当。
即:⼀种原因是系统提供的资源太少了,远不能满⾜并发进程对资源的需求。
这种竞争资源引起的死锁是我们要讨论的核⼼。
例如:消息是⼀种临时性资源。
某⼀时刻,进程A等待进程B发来的消息,进程B等待进程C发来的消息,⽽进程C⼜等待进程A发来的消息。
消息未到,A,B,C三个进程均⽆法向前推进,也会发⽣进程通信上的死锁。
另⼀种原因是由于进程推进顺序不合适引发的死锁。
Java并发编程实战(4)-死锁概述在上一篇文章中,我们讨论了如何使用一个互斥锁去保护多个资源,以银行账户转账为例,当时给出的解决方法是基于Class对象创建互斥锁。
这样虽然解决了同步的问题,但是能在现实中使用吗?答案是不可以,尤其是在高并发的情况下,原因是我们使用的互斥锁的范围太大,以转账为例,我们的做法会锁定整个账户Class对象,这样会导致转账操作只能串行进行,但是在实际场景中,大量的转账操作业务中的双方是不相同的,直接在Class对象级别上加锁是不能接受的。
那如果在对象实例级别上加锁,使用细粒度锁,会有什么问题?可能会发生死锁。
我们接下来看一下造成死锁的原因和可能的解决方案。
死锁案例什么是死锁?死锁是指一组互相竞争资源的线程因互相等待,导致“永久”阻塞的现象。
一般来说,当我们使用细粒度锁时,它在提升性能的同时,也可能会导致死锁。
我们还是以银行转账为例,来看一下死锁是如何发生的。
首先,我们先定义个BankAccount对象,来存储基本信息,代码如下。
public class BankAccount {private int id;private double balance;private String password;public int getId() {return id;public void setId(int id) {this.id = id;}public double getBalance() {return balance;}public void setBalance(double balance) {this.balance = balance;}}接下来,我们使用细粒度锁来尝试完成转账操作,代码如下。
public class BankTransferDemo {public void transfer(BankAccount sourceAccount, BankAcco unt targetAccount, double amount) {synchronized(sourceAccount) {synchronized(targetAccount) {if (sourceAccount.getBalance() > amount) {System.out.println("Start transfer.");System.out.println(String.format("Before transfer, source bal ance:%s, target balance:%s", sourceAccount.getBalance(), target Account.getBalance()));sourceAccount.setBalance(sourceAccount.getBalance() - am ount);targetAccount.setBalance(targetAccount.getBalance() + am ount);System.out.println(String.format("After transfer, source bala nce:%s, target balance:%s", sourceAccount.getBalance(), targetA ccount.getBalance()));}}}}我们用下面的代码来做简单测试。
操作系统(实验报告)死锁的检测与解除姓名:*****学号:****专业班级:***学验日期:2011/12/2指导老师:***一、实验名称:死锁的检测和解除二、实验内容:编程实现对操作系统死锁的检测和解除,利用数据的动态输入,解锁时采用的是释放占用系统资源最大的进程的方法来实现。
三、实验目的:熟悉死锁检测与的解除的算法,深入理解死锁的检测与解锁的具体方法,加深对死锁问题深刻记意。
并且进一步掌握死锁的条件,死锁定理等相关知识。
四、实验过程1.基本思想:利用资源分配图来理解此问题,可以认为此图就是由一组结点N和一组边E 所组成的一个对偶G=(N1E);把N分为互斥的两个子集进程P结点和资源R 结点,进程结点集和资源结点集,凡是属于E中的一个边,都连接着P中的一个结点和R中的一个结点由P中的一个结点指向R中的一个结点是资源请求边,而由R中的一个结点指向P中的一个结点的边称为资源分配边,在这个图中找到一个既不阻塞又不独立的结点Pi,如果是在顺利的情况下,则该进程可以获得足够资源而继续运行,运行完释放所有资源,这就可以说是消除了它的请求边和分配边,让它成为一个孤立的点,再继续,分配给请求资源的进程……这样循环下去直到所有的进程都能成为孤立的点,或是出现了无法消除的环状,若是出现了环状,即出现了死锁,采取释放占用资源最多的进程的方法来解决问题,直到最后所有的进程结点P均成为孤立的点。
解锁才算成功,程序才能结束。
2.主要数据结构:(1)可利用资源向量Available.这是一个含有m类资源的数组,用来表示每种资源可用的的数量。
(2)把不占用任何资源,且没有申请资源的进程,列入数组finish中,并赋值true。
(3)从进程集合中找到一个Request<=Work的进程,做如下的处理:将其资源分配图简化,释放出资源,增加Work的量,做Work=Work+Allocation 并将它的标志位finish也设为true.(4)如果不能把所有的进程标志位都赋值为true,则出现了死锁,开始采取解锁的方案。
死锁实验报告
摘要:
本实验旨在通过模拟死锁现象,了解死锁的形成原因、必要条件以及常见的预防和解决死锁的方法。
通过使用Java编程语言,实现了一个简单的死锁实验场景,并对死锁的产生和解决过程进行了探究。
引言:
死锁是多线程编程中一个常见的问题,也是一种非常棘手的并发bug。
在多线程环境下,当两个或多个线程相互等待对方释放资源时,便可能会陷入死循环,无法继续执行下去。
本实验将通过一个典型的死锁场景,展示死锁的产生和解决过程,以便更好地理解和应对死锁问题。
一、实验背景
1.1 死锁的定义
死锁是指在多线程编程中,两个或多个线程相互等待对方释放资源,从而导致所有线程都无法继续执行的一种状态。
1.2 死锁产生的必要条件
死锁产生的必要条件包括:互斥条件、请求和保持条件、不可
剥夺条件和循环等待条件。
1.3 死锁的影响
死锁的产生会导致程序无法正常执行,造成资源浪费和系统崩
溃等问题,严重影响系统的稳定性和性能。
二、实验目的
本实验旨在通过实际代码实现死锁场景,探究死锁的产生原因,了解死锁的必要条件,并尝试不同的方法进行死锁的解决和预防。
三、实验环境
本实验使用Java编程语言,在Java开发环境下进行实验。
四、实验步骤
4.1 实验准备
在Java编程环境下,创建一个简单的多线程程序,模拟死锁场景。
在程序中创建两个线程,并为每个线程分别分配一个资源。
Java 死锁的解决方法及示例本文介绍了 Java 死锁的原因及几种常用的解决方法,并通过示例代码进行了说明。
Java 死锁的解决方法及示例死锁是指两个或多个进程(线程)因竞争资源而陷入的无法进行的状态。
在 Java 编程中,死锁通常是由于多个线程以不同的顺序请求共享资源所导致的。
为了解决死锁问题,Java 提供了多种方法,下面我们来一一介绍。
一、死锁的原因在 Java 中,死锁产生的主要原因是多个线程以不同的顺序请求共享资源。
例如,当线程 A 持有资源 1 并请求资源 2 时,线程 B 持有资源 2 并请求资源 1,此时两者都会等待对方释放资源,从而导致死锁。
二、解决死锁的方法1. 互斥锁互斥锁是 Java 中最基本的死锁解决方法。
通过给共享资源加锁,确保同一时刻只有一个线程可以访问资源。
当一个线程获取了锁后,其他线程只能在锁释放后才能访问资源。
这种方法可以有效避免死锁的发生。
2. 显式锁显式锁是 Java 中使用的一种锁,它比互斥锁更为灵活。
显式锁可以通过 try-finally 语句来确保锁的正确释放。
在 try-finally 语句块中,可以对共享资源进行操作,当操作完成时,无论是正常结束还是异常结束,都会自动释放锁。
这样可以避免因忘记释放锁而导致的死锁问题。
3. 信号量信号量是 Java 中用于处理多线程同步问题的一种机制。
通过设置一个计数器,表示某个共享资源的可用数量。
当一个线程获取到信号量时,计数器减 1;当线程释放信号量时,计数器加 1。
如果计数器为 0,则表示没有可用资源,线程需要等待其他线程释放资源。
这种方法可以有效避免死锁的发生。
4. 条件变量条件变量是 Java 中用于处理多线程同步问题的另一种机制。
通过设置一个布尔值,表示某个条件是否满足。
当一个线程判断条件不满足时,会释放所持有的资源并阻塞等待;当条件满足时,该线程会被唤醒并继续执行。
这种方法可以有效避免死锁的发生。
三、示例代码下面通过一个示例代码来说明 Java 死锁的解决方法。
程序中死锁检测的方法和工具翟宇鹏;程雪梅【摘要】死锁一直都是并发系统中最重要的问题之一,对死锁检测的研究一直都在不断地进行着.模型检测方法是一种重要的自动验证技术,越来越多地被用在验证软硬件设计是否规范的工作中.针对死锁检测的问题进行综述,统计已有的死锁检测方法的文献资料并给出统计结果.然后对搜集出来的文献进行分析,介绍许多动态以及静态的死锁检测方法.最后介绍两种常用的模型检测工具,提出使用模型检测工具进行死锁检测的思路与方法,并证实这种方法的可行性.【期刊名称】《现代计算机(专业版)》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】5页(P41-44,53)【关键词】死锁检测;模型检测;文献计量分析【作者】翟宇鹏;程雪梅【作者单位】四川大学计算机学院,成都610065;四川大学计算机学院,成都610065【正文语种】中文随着计算机行业的不断发展,软件规模和复杂度也在不断扩大,软件故障已成为计算机系统出错和崩溃的主要因素。
死锁[1]是分布式系统以及集成式系统中的最重要的问题之一,也是影响软件安全的主要因素。
死锁会导致程序无法正常运行或终止,甚至导致系统崩溃,带来不必要的损失。
同时,死锁的运行状态空间过大,难于重现和修正等问题使其成为软件领域的难题之一,因此,如何有效地检测死锁,提高软件的可靠性和安全性,成为急需解决的问题。
本文针对10年内国内外各知名数据库中与死锁检测以及模型检测相关的论文进行查询、筛选、分类、比较、整理等,然后对整理好的论文进行总结,分析出死锁检测的方法并进行罗列比较,以及模型检测的工具以及方法,从而再将二者结合,找出模型检测工具在死锁检测里的应用。
对搜索出来的412篇论文的不同方向进行了计量分析,并对统计的数据进行了描述,以及通过计量分析来找出这方面研究领域的热点。
因为近10年的论文更能体现出研究的正确方向,所以对于论文时间进行分析,得知最近10年每年论文发表量随着时间在平缓地增多,可知对于这方面问题的研究总体保持在增长的状态。
Java多线程之死锁的出现和解决⽅法什么是死锁?死锁是这样⼀种情形: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,因此程序不能正常运⾏.形象的说就是:⼀个宝藏需要两把钥匙来打开,同时间正好来了两个⼈,他们⼀⼈⼀把钥匙,但是双⽅都再等着对⽅能交出钥匙来打开宝藏,谁都没释放⾃⼰的那把钥匙.就这样这俩⼈⼀直僵持下去,直到开发⼈员发现这个局⾯.导致死锁的根源在于不适当地运⽤“synchronized”关键词来管理线程对特定对象的访问.“synchronized”关键词的作⽤是,确保在某个时刻只有⼀个线程被允许执⾏特定的代码块,因此,被允许执⾏的线程⾸先必须拥有对变量或对象的排他性访问权.当线程访问对象时,线程会给对象加锁,⽽这个锁导致其它也想访问同⼀对象的线程被阻塞,直⾄第⼀个线程释放它加在对象上的锁.对synchronized不太了解的话请点击这⾥举个例⼦死锁的产⽣⼤部分都是在你不知情的时候.我们通过⼀个例⼦来看下什么是死锁.1.synchronized嵌套.synchronized关键字可以保证多线程再访问到synchronized修饰的⽅法的时候保证了同步性.就是线程A访问到这个⽅法的时候线程B同时也来访问这个⽅法,这时线程B将进⾏阻塞,等待线程A执⾏完才可以去访问.这⾥就要⽤到synchronized所持有的同步锁.具体来看代码://⾸先我们先定义两个final的对象锁.可以看做是共有的资源.final Object lockA = new Object();final Object lockB = new Object();//⽣产者Aclass ProductThreadA implements Runnable{@Overridepublic void run() {//这⾥⼀定要让线程睡⼀会⼉来模拟处理数据 ,要不然的话死锁的现象不会那么的明显.这⾥就是同步语句块⾥⾯,⾸先获得对象锁lockA,然后执⾏⼀些代码,随后我们需要对象锁lockB去执⾏另外⼀些代码. synchronized (lockA){//这⾥⼀个log⽇志Log.e("CHAO","ThreadA lock lockA");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (lockB){//这⾥⼀个log⽇志Log.e("CHAO","ThreadA lock lockB");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}}//⽣产者Bclass ProductThreadB implements Runnable{//我们⽣产的顺序真好好⽣产者A相反,我们⾸先需要对象锁lockB,然后需要对象锁lockA.@Overridepublic void run() {synchronized (lockB){//这⾥⼀个log⽇志Log.e("CHAO","ThreadB lock lockB");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (lockA){//这⾥⼀个log⽇志Log.e("CHAO","ThreadB lock lockA");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}}//这⾥运⾏线程ProductThreadA productThreadA = new ProductThreadA();ProductThreadB productThreadB = new ProductThreadB();Thread threadA = new Thread(productThreadA);Thread threadB = new Thread(productThreadB);threadA.start();threadB.start();分析⼀下,当threadA开始执⾏run⽅法的时候,它会先持有对象锁localA,然后睡眠2秒,这时候threadB也开始执⾏run⽅法,它持有的是localB对象锁.当threadA运⾏到第⼆个同步⽅法的时候,发现localB的对象锁不能使⽤(threadB未释放localB锁),threadA就停在这⾥等待localB锁.随后threadB也执⾏到第⼆个同步⽅法,去访问localA对象锁的时候发现localA还没有被释放(threadA未释放localA锁),threadB也停在这⾥等待localA锁释放.就这样两个线程都没办法继续执⾏下去,进⼊死锁的状态. 看下运⾏结果:10-20 14:54:39.940 18162-18178/? E/CHAO: ThreadA lock lockA10-20 14:54:39.940 18162-18179/? E/CHAO: ThreadB lock lockB当不会死锁的时候应该是打印四条log的,这⾥明显的出现了死锁的现象.死锁出现的原因当我们了解在什么情况下会产⽣死锁,以及什么是死锁的时候,我们在写代码的时候应该尽量的去避免这个误区.产⽣死锁必须同时满⾜以下四个条件,只要其中任⼀条件不成⽴,死锁就不会发⽣.互斥条件:线程要求对所分配的资源进⾏排他性控制,即在⼀段时间内某资源仅为⼀个进程所占有.此时若有其他进程请求该资源.则请求进程只能等待.不剥夺条件:进程所获得的资源在未使⽤完毕之前,不能被其他进程强⾏夺⾛,即只能由获得该资源的线程⾃⼰来释放(只能是主动释放).请求和保持条件:线程已经保持了⾄少⼀个资源,但⼜提出了新的资源请求,⽽该资源已被其他线程占有,此时请求线程被阻塞,但对⾃⼰已获得的资源保持不放.循环等待条件:存在⼀种线程资源的循环等待链,链中每⼀个线程已获得的资源同时被链中下⼀个线程所请求。
jstack简单使⽤,定位死循环、线程阻塞、死锁等问题当我们运⾏java程序时,发现程序不动,但⼜不知道是哪⾥出问题时,可以使⽤JDK⾃带的jstack⼯具去定位;废话不说,直接上例⼦吧,在window平台上的;死循环写个死循环的程序如下:package concurrency;public class Test {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {while (true) {}}}先运⾏以上程序,程序进⼊死循环;打开cmd,输⼊jps命令,jps很简单可以直接显⽰java进程的pid,如下为7588:或者输⼊tasklist,找到javaw.exe的PID,如下为7588:输⼊jstack 7588命令,找到跟我们⾃⼰代码相关的线程,如下为main线程,处于runnable状态,在main⽅法的第⼋⾏,也就是我们死循环的位置:Ob j e ct.wait()情况写个⼩程序,调⽤wait使其中⼀线程等待,如下:package concurrency;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;class TestTask implements Runnable {@Overridepublic void run() {synchronized (this) {try {//等待被唤醒wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}public class Test {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {ExecutorService ex = Executors.newFixedThreadPool(1);ex.execute(new TestTask());}}同样我们先找到javaw.exe的PID,再利⽤jstack分析该PID,很快我们就找到了⼀个线程处于WAITING状态,在Test.java⽂件13⾏处,正是我们调⽤wait⽅法的地⽅,说明该线程⽬前还没等到notify,如下:死锁写个简单的死锁例⼦,如下:package concurrency;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;class TestTask implements Runnable {private Object obj1;private Object obj2;private int order;public TestTask(int order, Object obj1, Object obj2) { this.order = order;this.obj1 = obj1;this.obj2 = obj2;}public void test1() throws InterruptedException {synchronized (obj1) {//建议线程调取器切换到其它线程运⾏Thread.yield();synchronized (obj2) {System.out.println("test。
谈谈java中的死锁什么是死锁在使⽤多线程以及多进程时,两个或两个以上的运算单元(进程、线程或协程),各⾃占有⼀些共享资源,并且互相等待其他线程占有的资源才能进⾏,⽽导致两个或者多个线程都在等待对⽅释放资源,就称为死锁下⾯看个简单的例⼦:public class DeadLockTest {public static void main(String[] args) {Object lock1 = new Object(); // 锁1Object lock2 = new Object(); // 锁2Thread t1 = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// 先获取锁1synchronized (lock1) {System.out.println("Thread 1:获取到锁1!");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//获取锁2System.out.println("Thread 1:等待获取2...");synchronized (lock2) {System.out.println("Thread 1:获取到锁2!");}}}});t1.start();Thread t2 = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// 先获取锁2synchronized (lock2) {System.out.println("Thread 2:获取到锁2!");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 获取锁1System.out.println("Thread 2:等待获取1...");synchronized (lock1) {System.out.println("Thread 2:获取到锁1!");}}}});t2.start();}}死锁产⽣原因死锁只有同时满⾜以下四个条件才会发⽣:互斥条件:线程对所分配到的资源具有排它性,在某个时间内锁资源只能被⼀个线程占⽤。
死锁产⽣的必要条件和避免⽅法1 什么是死锁所谓死锁,是指多个进程在运⾏过程中因争夺资源⽽造成的⼀种僵局,当进程处于这种僵持状态时,若⽆外⼒作⽤,它们都将⽆法再向前推进。
举个例⼦来描述,如果此时有⼀个线程A,按照先锁a再获得锁b的的顺序获得锁,⽽在此同时⼜有另外⼀个线程B,按照先锁b再锁a的顺序获得锁。
2 产⽣死锁的原因产⽣死锁的原因可归结为如下两点:1)竞争资源系统中的资源可以分为两类: ①可剥夺资源,是指某进程在获得这类资源后,该资源可以再被其他进程或系统剥夺,CPU和主存均属于可剥夺性资源; ②另⼀类资源是不可剥夺资源,当系统把这类资源分配给某进程后,再不能强⾏收回,只能在进程⽤完后⾃⾏释放,如磁带机、打印机等。
产⽣死锁中的竞争资源之⼀指的是竞争不可剥夺资源(例如:系统中只有⼀台打印机,可供进程P1使⽤,假定P1已占⽤了打印机,若P2继续要求打印机打印将阻塞);产⽣死锁中的竞争资源另外⼀种资源指的是竞争临时资源(临时资源包括硬件中断、信号、消息、缓冲区内的消息等),通常消息通信顺序进⾏不当,则会产⽣死锁。
2)进程间推进顺序⾮法若P1保持了资源R1,P2保持了资源R2,系统处于不安全状态,因为这两个进程再向前推进,便可能发⽣死锁。
例如,当P1运⾏到P1:Request(R2)时,将因R2已被P2占⽤⽽阻塞;当P2运⾏到P2:Request(R1)时,也将因R1已被P1占⽤⽽阻塞,于是发⽣进程死锁3 产⽣死锁的必要条件 1)互斥条件:进程要求对所分配的资源进⾏排它性控制,即在⼀段时间内某资源仅为⼀进程所占⽤。
2)请求和保持条件:当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,不能剥夺,只能在使⽤完时由⾃⼰释放。
4)环路等待条件:在发⽣死锁时,必然存在⼀个进程--资源的环形链。
4 解决死锁的基本⽅法1)预防死锁: 资源⼀次性分配:⼀次性分配所有资源,这样就不会再有请求了:(破坏请求条件) 只要有⼀个资源得不到分配,也不给这个进程分配其他的资源:(破坏请保持条件) 可剥夺资源:即当某进程获得了部分资源,但得不到其它资源,则释放已占有的资源(破坏不可剥夺条件) 资源有序分配法:系统给每类资源赋予⼀个编号,每⼀个进程按编号递增的顺序请求资源,释放则相反(破坏环路等待条件)2)避免死锁:预防死锁的⼏种策略,会严重地损害系统性能。
一种并行JA V A程序运行时的死锁检测方法
关于并行JA V A程序的可靠性,死锁是最为严重和复杂的问题。
在这篇论文中。
我们讨论了在并行JA V A程序运行时如何动态地检测死锁,并提出了在一个JA V A程序的执行过程中,处于等待状态的一个同步象征,被称为JA V A线形等待图表。
我们描述了各种类型的死锁,并提出了一种计算程序来检测死锁和执行方法。
标签:死锁检测器程序
1简介
死锁的问题是一个严重和复杂的并发系统。
建立一些方法来自动检测并发系统中的死锁已成为一个重要的课题。
至于自动死锁的并发程序的检测方法和工具,可分为两个类别:静态检测方法和动态检测方法。
至于静态检测方法,我们试图寻找一个潜在的死锁形式与目标程序来使实际运行。
由于他们的目的是找出所有可能的死锁,那些不能出现在实际环境,多线程的执行时间和输入数据可以包含在结果。
大部分这类工具基于形式化分析和模型检查。
至于动态检测的方法,我们试图通过运行实际,与一些探测器通过某种方法使其目标在实际执行中查找死锁的发生。
我们打算在实际的环境中发生死锁检测时间的多线程的执行,并输入数据。
一种理想的动态检测方法应满足以下三个基本要求:①完整性:方法必须是能够检测出任何死锁。
②健全性:该方法必须报告任何存在的死锁。
③效率性:该方法必须能够得到执行,以便它可以检测到死锁的位置。
至于效率,我们是既要执行它,要尽可能减少成本。
死锁检测组件应列入目标系统本身,为了准确地检测到死锁,我们的想法是基于自我实现的高度可靠的测量原理并发系统。
有对java的动态死锁检测多种产品。
我们坚持他们没有足够的完整性。
尤其是,大部分不是正确识别的通知等关系。
通过这一原因,其中大部分无法检测的文件不能将Java死锁的文件检测清单表达出来。
Java平台特有的问题是依赖性:现有的手段是平台依赖新生凹痕,因为它们取决于特定的虚拟机。
既然是独立于平台的Java最显著特点,有工作的工具之Java 程序也希望将平台独立,它是重要的自我检测的测量原理。
动态检测方法是目前最好的,从死锁检测领域的角度看,这是非常类似Java的并发设施,我们应对与Java特有问题时的Java程序中的死锁检测问题应用此方法。
我们将在本文中介绍方法、推行工具死锁报告的一个示例。
2在Java多线程程序中的死锁
死锁的并发Java程序这样表示:两个或多个线程互相阻塞,而试图访问所需的同步锁继续他们的活动。
在Java死锁通常被视为形成一个公正锁观点,换句话说,我们必须意识到我们处理这个问题时的同步等待关系不是只有中止显示器。
现在我们需要更严格地定义此问题。
定义1一个线程被认为是阻止处于执行状态的并发Java程序,如果它在一个或多个线程的同步某些同步点等待着一或多个线程等待状态,并且将保留此等待状态,直到出现了同步,否则该线程已停止。
定义2死锁是一个并发Java程序同步等候在那里的一些阻塞的线程之间的执行状况形成一个周期,因而在周期所涉及的线程被认为发生死锁。
定义3在一个并发Java程序执行状态被阻塞的线程被认为是如果正在等待同步与死锁的线程被阻止,但不是涉及周期中的死锁涉及被死锁的线程。
请注意死锁的线程应该被认为被阻止的线程等待不能改变任何被死锁的线程的死锁状态。
定义4一个活锁是一个Java程序的每个线程组的成员一组线程都保持线程组中的沟通,并因此可以永远不会响应任何外界线程的同步请求,否则在小组中的任何线程被认为是死锁。
定义5如果一个并发Java程序的执行状态是它正在等待与活锁的线程同步被阻塞就被认为是死锁。
请注意,它也是重要的区别陷入僵局的形式活锁的线程的封锁,因为打破了一活锁,阻塞的线程等候不能改变任何陷入僵局线程死锁状态的线程。
3运行时死锁检测器中使用Java虚拟机分析器界面
我们开发了基于Java程序的运行时死锁检测仪。
它必须能够监视某种目标Java程序运行时所发生的事件。
还有其他办法,一个是运行时环境支持的方法,而另一种是源代码转换的做法。
Java程序运行在Java虚拟机,它很容易得到一些运行时间环境的信息。
具体地说,Java虚拟机分析器界面(JVMPI)是我们的工具,是监察的Java程序的行为。
该JVMPI是在Java虚拟机和一个进程分析器界面,用于我们的死锁检测的方法过程中探查器代理之间的接口。
该死锁探测器部分包括本机代码(不是字节代码),它在Java虚拟机进程运行。
当与死锁检测有关每个事件发生时,有关信息通过JVMPI传递给死锁检测仪。
运行时死锁检测仪使用源代码转换
我们开发了一个运行在死锁探测器上的源代码转换的方法。
目标在Java程序P是由一个预处理器到另一个Java程序P1。
中,使得P1当前行为和执行过程中的P沟通。
运行时,实时监测每个并发事件的P和P1,并通过有关的运行信息实时监测事件发生的有关事件的信息传递到运行时显示器。
此事件通知时,探测器需要一个线程被创建,开始,结束,只是要求事件通知和直接进入同步的方法,只是对接后转出和前后直接等待、加入或通知的所有方法被都调用。
4此方法的优点和缺点
此方法的优点是它的平台独立性:任何目标程序的工具只不过是一个Java程序,可以工作更在任何Java虚拟机。
从独立测试原则的角度看,它对测量有耐久性的优势,因为它可以在任何虚拟机上。
但是,这一问题得到解决,才能成为我们能够使用我们的僵局探测器上使用任何虚拟机JVMPI。
缺点是运算性能降低。
其监测方案使用Java编写的,其性能降低会比在运行时环境多。
5结束语
我们研究Java程序中的死锁问题时讨论了如何在运行时及时地发现。
同时,我们制定了两个办法同时基于Java的程序运行时死锁探测器。
我们成功的探测计划,包括从一并发同步所有类型的等待关系陷入死锁。
采用哪种方法应由设备的性能和平台独立性来权衡决定。
参考文献:
[1]卢超,卢炎生,谢晓东,等,一种基于依赖分析的并发程序潜在算法[J],小型微型计算机系统,2007,28(5):841-844
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