java并发编程实战《五》死锁 <挑战打卡60天>
2021-01-06 03:30
- 对于“循环等待”这个条件，可以靠按序申请资源来预防。所谓按序申请，是指资源是有线性顺序的，申请的时候可以先申请资源序号小的，再申请资源序号大的，这样线性化后自然就不存在循环了。
那具体如何体现在代码上呢？
破坏 占用且等待 条件
从理论上讲，要破坏这个条件，可以一次性申请所有资源。在现实世界里，就拿前面我们提到的转账操作来讲，它需要的资源有两个，一个是转出账户，另一个是转入账户，当这两个账户同时被申请时，我们该怎么解决这个问题呢？
可以增加一个账本管理员，然后只允许账本管理员从文件架上拿账本，也就是说柜员不能直接在文件架上拿账本，必须通过账本管理员才能拿到想要的账本。这样就保证了“一次性申请所有资源”。(解决不了的问题就再加一个中间层？)
“同时申请”这个操作是一个临界区，我们也需要一个角色（Java 里面的类）来管理这个临界区，我们就把这个角色定为 Allocator。它有两个重要功能，分别是：同时申请资源 apply() 和同时释放资源 free()。
账户 Account 类里面持有一个 Allocator 的单例（必须是单例，只能由一个人来分配资源）。
当账户 Account 在执行转账操作的时候，首先向 Allocator 同时申请转出账户和转入账户这两个资源，成功后再锁定这两个资源；当转账操作执行完，释放锁之后，我们需通知 Allocator 同时释放转出账户和转入账户这两个资源。
具体的代码实现如下：
1 class Allocator { 2 private List
破坏 不可抢占 条件
破坏不可抢占条件看上去很简单，核心是要能够主动释放它占有的资源，这一点 synchronized 是做不到的。原因是 synchronized 申请资源的时候，如果申请不到，线程直接进入阻塞状态了，而线程进入阻塞状态，啥都干不了，也释放不了线程已经占有的资源。
Java 在语言层次确实没有解决这个问题，不过在 SDK 层面还是解决了的，java.util.concurrent 这个包下面提供的 Lock 是可以轻松解决这个问题的。
简单说一下synchronized的原理？
破坏 循环等待 条件
破坏这个条件，需要对资源进行排序，然后按序申请资源。
我们假设每个账户都有不同的属性 id，这个 id 可以作为排序字段，申请的时候，我们可以按照从小到大的顺序来申请（大到小也行，重点是排序）。
1 class Account { 2 private int id; 3 private int balance; 4 // 转账 5 void transfer(Account target, int amt){ 6 Account left = this; ① 7 Account right = target; ② 8 if (this.id > target.id) { ③ 9 left = target; ④ 10 right = this; ⑤ 11 } ⑥ 12 // 锁定序号小的账户 13 synchronized(left){ 14 // 锁定序号大的账户 15 synchronized(right){ 16 if (this.balance > amt){ 17 this.balance -= amt; 18 target.balance += amt; 19 } 20 } 21 } 22 } 23 }
总结
当我们在编程世界里遇到问题时，应不局限于当下，可以换个思路，向现实世界要答案，利用现实世界的模型来构思解决方案，这样往往能够让我们的方案更容易理解，也更能够看清楚问题的本质。
识别出风险很重要。
我们在选择具体方案的时候，还需要评估一下操作成本，从中选择一个成本最低的方案。
课后思考
我们上面提到：破坏占用且等待条件，我们也是锁了所有的账户，而且还是用了死循环 while(!actr.apply(this, target));这个方法，那它比 synchronized(Account.class) 有没有性能优势呢？
引自极客用户：
虽然上面两种锁的方式都是串行化了，但是具体还是有一点区别的：synchronized(Account.class)的方式相当于A->B 转账，C->D转账 先后执行，而 actr.apply(this, target)的方式则是apply-->转账-->free这样的串行方式执行，但是在转账中是可以A->B，C->D转账线程并行执行的，正如文中提到的apply方法耗时很少 所以比如一次转账耗时200ms,apply+release方式执行要20ms,所以用synchronized的方式A->B,C->D则需要耗时400ms,而appy的方式则要200+20*2=240ms,并且同时转账的人越多 apply方式的转账并行度越高 比synchronized的方式的优势越明显。
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