Java并发之嵌套管程锁死详解

·嵌套管程死锁是如何发生的
·具体的嵌套管程死锁的例子
·嵌套管程死锁 vs 死锁

嵌套管程锁死类似于死锁, 下面是一个嵌套管程锁死的场景:

Thread 1 synchronizes on A
Thread 1 synchronizes on B (while synchronized on A)
Thread 1 decides to wait for a signal from another thread before continuing
Thread 1 calls B.wait() thereby releasing the lock on B, but not A.

Thread 2 needs to lock both A and B (in that sequence)
    to send Thread 1 the signal.
Thread 2 cannot lock A, since Thread 1 still holds the lock on A.
Thread 2 remain blocked indefinately waiting for Thread1
    to release the lock on A

Thread 1 remain blocked indefinately waiting for the signal from
    Thread 2, thereby
    never releasing the lock on A, that must be released to make
    it possible for Thread 2 to send the signal to Thread 1, etc.

线程1获得A对象的锁。
线程1获得对象B的锁(同时持有对象A的锁)。
线程1决定等待另一个线程的信号再继续。
线程1调用B.wait(),从而释放了B对象上的锁,但仍然持有对象A的锁。

线程2需要同时持有对象A和对象B的锁,才能向线程1发信号。
线程2无法获得对象A上的锁,因为对象A上的锁当前正被线程1持有。
线程2一直被阻塞,等待线程1释放对象A上的锁。

线程1一直阻塞,等待线程2的信号,因此,不会释放对象A上的锁,
而线程2需要对象A上的锁才能给线程1发信号……

我们看下面这个实际的例子:

//lock implementation with nested monitor lockout problem
public class Lock{
 protected MonitorObject monitorObject = new MonitorObject();
 protected boolean isLocked = false;
 public void lock() throws InterruptedException{
  synchronized(this){
   while(isLocked){
    synchronized(this.monitorObject){
      this.monitorObject.wait();
    }
   }
   isLocked = true;
  }
 }
 public void unlock(){
  synchronized(this){
   this.isLocked = false;
   synchronized(this.monitorObject){
    this.monitorObject.notify();
   }
  }
 }
}

可以看到,lock()方法首先在”this”上同步,然后在monitorObject上同步。如果isLocked等于false,因为线程不会继续调用monitorObject.wait(),那么一切都没有问题 。但是如果isLocked等于true,调用lock()方法的线程会在monitorObject.wait()上阻塞。

这里的问题在于,调用monitorObject.wait()方法只释放了monitorObject上的管程对象,而与”this“关联的管程对象并没有释放。换句话说,这个刚被阻塞的线程仍然持有”this”上的锁。

(校对注:如果一个线程持有这种Lock的时候另一个线程执行了lock操作)当一个已经持有这种Lock的线程想调用unlock(),就会在unlock()方法进入synchronized(this)块时阻塞。这会一直阻塞到在lock()方法中等待的线程离开synchronized(this)块。但是,在unlock中isLocked变为false,monitorObject.notify()被执行之后,lock()中等待的线程才会离开synchronized(this)块。

简而言之,在lock方法中等待的线程需要其它线程成功调用unlock方法来退出lock方法,但是,在lock()方法离开外层同步块之前,没有线程能成功执行unlock()。

结果就是,任何调用lock方法或unlock方法的线程都会一直阻塞。这就是嵌套管程锁死。

具体的嵌套管程死锁的例子

例如,如果你准备实现一个公平锁。你可能希望每个线程在它们各自的QueueObject上调用wait(),这样就可以每次唤醒一个线程。

//Fair Lock implementation with nested monitor lockout problem
public class FairLock {
 private boolean      isLocked    = false;
 private Thread      lockingThread = null;
 private List<QueueObject> waitingThreads =
      new ArrayList<QueueObject>();
 public void lock() throws InterruptedException{
  QueueObject queueObject = new QueueObject();
  synchronized(this){
   waitingThreads.add(queueObject);
   while(isLocked || waitingThreads.get(0) != queueObject){
    synchronized(queueObject){
     try{
      queueObject.wait();
     }catch(InterruptedException e){
      waitingThreads.remove(queueObject);
      throw e;
     }
    }
   }
   waitingThreads.remove(queueObject);
   isLocked = true;
   lockingThread = Thread.currentThread();
  }
 }
 public synchronized void unlock(){
  if(this.lockingThread != Thread.currentThread()){
   throw new IllegalMonitorStateException(
    "Calling thread has not locked this lock");
  }
  isLocked   = false;
  lockingThread = null;
  if(waitingThreads.size() > 0){
   QueueObject queueObject = waitingThread.get(0);
   synchronized(queueObject){
    queueObject.notify();
   }
  }
 }
}

乍看之下,嗯,很好,但是请注意lock方法是怎么调用queueObject.wait()的,在方法内部有两个synchronized块,一个锁定this,一个嵌在上一个synchronized块内部,它锁定的是局部变量queueObject。

当一个线程调用queueObject.wait()方法的时候,它仅仅释放的是在queueObject对象实例的锁,并没有释放”this”上面的锁。
现在我们还有一个地方需要特别注意, unlock方法被声明成了synchronized,这就相当于一个synchronized(this)块。这就意味着,如果一个线程在lock()中等待,该线程将持有与this关联的管程对象。所有调用unlock()的线程将会一直保持阻塞,等待着前面那个已经获得this锁的线程释放this锁,但这永远也发生不了,因为只有某个线程成功地给lock()中等待的线程发送了信号,this上的锁才会释放,但只有执行unlock()方法才会发送这个信号。

因此,上面的公平锁的实现会导致嵌套管程锁死。

Nested Monitor Lockout vs. Deadlock

嵌套管程锁死与死锁很像:都是线程最后被一直阻塞着互相等待。

但是两者又不完全相同。在死锁中我们已经对死锁有了个大概的解释,死锁通常是因为两个线程获取锁的顺序不一致造成的,线程1锁住A,等待获取B,线程2已经获取了B,再等待获取A。如死锁避免中所说的,死锁可以通过总是以相同的顺序获取锁来避免。但是发生嵌套管程锁死时锁获取的顺序是一致的。线程1获得A和B,然后释放B,等待线程2的信号。线程2需要同时获得A和B,才能向线程1发送信号。所以,一个线程在等待唤醒,另一个线程在等待想要的锁被释放。

不同点归纳如下:

In deadlock, two threads are waiting for each other to release locks.
In nested monitor lockout, Thread 1 is holding a lock A, and waits
for a signal from Thread 2. Thread 2 needs the lock A to send the
signal to Thread 1.

死锁中,二个线程都在等待对方释放锁。

嵌套管程锁死中,线程1持有锁A,同时等待从线程2发来的信号,线程2需要锁A来发信号给线程1。

总结

以上就是本文关于Java并发之嵌套管程锁死详解的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站:java并发编程之cas详解、java实现遍历树形菜单两种实现代码分享等,有什么问题可以随时留言,小编会及时回复大家的。感谢朋友们对本站的支持!

(0)

相关推荐

  • Java多线程并发编程(互斥锁Reentrant Lock)

    Java 中的锁通常分为两种: 通过关键字 synchronized 获取的锁,我们称为同步锁,上一篇有介绍到:Java 多线程并发编程 Synchronized 关键字. java.util.concurrent(JUC)包里的锁,如通过继承接口 Lock 而实现的 ReentrantLock(互斥锁),继承 ReadWriteLock 实现的 ReentrantReadWriteLock(读写锁). 本篇主要介绍 ReentrantLock(互斥锁). ReentrantLock(互斥锁)

  • java高并发锁的3种实现示例代码

    初级技巧 - 乐观锁 乐观锁适合这样的场景:读不会冲突,写会冲突.同时读的频率远大于写. 以下面的代码为例,悲观锁的实现: public Object get(Object key) { synchronized(map) { if(map.get(key) == null) { // set some values } return map.get(key); } } 乐观锁的实现: public Object get(Object key) { Object val = null; if((

  • 详谈锁和监视器之间的区别_Java并发

    在面试中你可能遇到过这样的问题:锁(lock)和监视器(monitor)有什么区别? 嗯,要回答这个问题,你必须深入理解Java的多线程底层是如何工作的. 简短的答案是,锁为实现监视器提供必要的支持.详细答案如下. 锁(lock) 逻辑上锁是对象内存堆中头部的一部分数据.JVM中的每个对象都有一个锁(或互斥锁),任何程序都可以使用它来协调对对象的多线程访问.如果任何线程想要访问该对象的实例变量,那么线程必须拥有该对象的锁(在锁内存区域设置一些标志).所有其他的线程试图访问该对象的变量必须等到拥有

  • java并发编程_线程池的使用方法(详解)

    一.任务和执行策略之间的隐性耦合 Executor可以将任务的提交和任务的执行策略解耦 只有任务是同类型的且执行时间差别不大,才能发挥最大性能,否则,如将一些耗时长的任务和耗时短的任务放在一个线程池,除非线程池很大,否则会造成死锁等问题 1.线程饥饿死锁 类似于:将两个任务提交给一个单线程池,且两个任务之间相互依赖,一个任务等待另一个任务,则会发生死锁:表现为池不够 定义:某个任务必须等待池中其他任务的运行结果,有可能发生饥饿死锁 2.线程池大小 注意:线程池的大小还受其他的限制,如其他资源池:

  • java 并发中的原子性与可视性实例详解

    java 并发中的原子性与可视性实例详解 并发其实是一种解耦合的策略,它帮助我们把做什么(目标)和什么时候做(时机)分开.这样做可以明显改进应用程序的吞吐量(获得更多的CPU调度时间)和结构(程序有多个部分在协同工作).做过java Web开发的人都知道,Java Web中的Servlet程序在Servlet容器的支持下采用单实例多线程的工作模式,Servlet容器为你处理了并发问题. 原子性 原子是世界上的最小单位,具有不可分割性.比如 a=0:(a非long和double类型) 这个操作是不

  • java ThreadPoolExecutor 并发调用实例详解

    java ThreadPoolExecutor 并发调用实例详解 概述 通常为了提供任务的处理速度,会使用一些并发模型,ThreadPoolExecutor中的invokeAll便是一种. 代码 package test.current; import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.List; import java.util.concurrent.Callable; import java.util

  • Java并发之嵌套管程锁死详解

    ·嵌套管程死锁是如何发生的 ·具体的嵌套管程死锁的例子 ·嵌套管程死锁 vs 死锁 嵌套管程锁死类似于死锁, 下面是一个嵌套管程锁死的场景: Thread 1 synchronizes on A Thread 1 synchronizes on B (while synchronized on A) Thread 1 decides to wait for a signal from another thread before continuing Thread 1 calls B.wait()

  • java开发之Jdbc分页源码详解

    总之是用jdbc 的游标移动 package com.sp.person.sql.util; import java.sql.Connection; import java.sql.PreparedStatement; import java.sql.ResultSet; import java.sql.SQLException; import java.util.Map; import java.util.TreeMap; import javax.sql.DataSource; /** *

  • java并发等待条件的实现原理详解

    前言 前面介绍了排它锁,共享锁的实现机制,本篇继续学习AQS中的另外一个内容-Condition.想必学过java的都知道Object.wait和Object.notify,同时也应该知晓这两个方法的使用离不开synchronized关键字.synchronized是jvm级别提供的同步原语,它的实现机制隐藏在jvm实现中.作为Lock系列功能中的Condition,就是用来实现类似 Object.wait和Object.notify 对应功能的. 使用场景 为了更好的理解Lock和Condit

  • Java 协程 Quasar详解

    目录 前言 协程是什么? Quasar使用 1.运行时间 2.内存占用 3.原理与应用 总结 前言 在编程语言的这个圈子里,各种语言之间的对比似乎就一直就没有停过,像什么古早时期的"PHP是世界上最好的语言"就不提了,最近我在摸鱼的时候,看到不少文章都在说"Golang性能吊打Java".作为一个写了好几年java的javaer,这我怎么能忍?于是在网上看了一些对比golang和java的文章,其中戳中java痛点.也是golang被吹上天的一条,就是对多线程并发的

  • Golang控制通道实现协程等待详解

    目录 前言 方法一-睡眠等待 方法二-通道 什么是通道 通道的特性 什么是非缓冲通道 什么是缓冲通道 通道的简单使用 非缓冲通道 缓冲通道 小心死锁 使用通道实现协程等待 前言 上一次简单了解了协程的工作原理 前文链接 最后提到了几个使用协程时会遇到的问题,其中一个就是主线程不会等待子线程结束,在这里记录两种比较简单的方法,并借此熟悉下通道的概念. 方法一-睡眠等待 简单暴力的解决方案,在创建了子协程之后,主协程等待一段时间再结束. func goroutineTest(i int) { fmt

  • Java 两种延时thread和timer详解及实例代码

    Java 两种延时thread和timer详解及实例代码 在Java中有时候需要使程序暂停一点时间,称为延时.普通延时用Thread.sleep(int)方法,这很简单.它将当前线程挂起指定的毫秒数.如 try { Thread.currentThread().sleep(1000);//毫秒 } catch(Exception e){} 在这里需要解释一下线程沉睡的时间.sleep()方法并不能够让程序"严格"的沉睡指定的时间.例如当使用5000作为sleep()方法的参数时,线 程

  • Java 生成随机字符串数组的实例详解

    Java 生成随机字符串数组的实例详解 利用Collections.sort()方法对泛型为String的List 进行排序.具体要求: 1.创建完List<String>之后,往其中添加十条随机字符串 2.每条字符串的长度为10以内的随机整数 3.每条字符串的每个字符都为随机生成的字符,字符可以重叠 4.每条随机字符串不可重复 将涉及到的知识有: String.StringBuffer.ListArray.泛型.Collections.sort.foreach.Random等相关知识,算是

  • java多线程Thread的实现方法代码详解

    之前有简单介绍过java多线程的使用,已经Thread类和Runnable类,为了更好地理解多线程,本文就Thread进行详细的分析. start() 我们先来看看API中对于该方法的介绍: 使该线程开始执行:Java 虚拟机调用该线程的 run 方法. 结果是两个线程并发地运行:当前线程(从调用返回给 start 方法)和另一个线程(执行其 run 方法). 多次启动一个线程是非法的.特别是当线程已经结束执行后,不能再重新启动. 用start方法来启动线程,真正实现了多线程运行,这时无需等待r

  • java并发编程专题(五)----详解(JUC)ReentrantLock

    上一节我们了解了Lock接口的一些简单的说明,知道Lock锁的常用形式,那么这节我们正式开始进入JUC锁(java.util.concurrent包下的锁,简称JUC锁).下面我们来看一下Lock最常用的实现类ReentrantLock. 1.ReentrantLock简介 由单词意思我们可以知道这是可重入的意思.那么可重入对于锁而言到底意味着什么呢?简单来说,它有一个与锁相关的获取计数器,如果拥有锁的某个线程再次得到锁,那么获取计数器就加1,然后锁需要被释放两次才能获得真正释放.这模仿了 sy

  • Java基础之内存泄漏与溢出详解

    一.浅析 内存泄露( memory leak):是指程序在申请内存后,无法释放已申请的内存空间,多次内存泄露堆积后果很严重,内存迟早会被占光.内存泄漏最终会造成内存溢出. 内存溢出(out of memory) :是指程序在申请内存时,没有足够的内存空间供其使用 JVM中有一下几种内存空间: 栈内存(Stack):每个线程私有的. 堆内存(Heap):所有线程公用的. 方法区(Method Area):有点像以前常说的"进程代码段",这里面存放了每个加载类的反射信息.类函数的代码.编译

随机推荐