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Java-互斥锁死锁释放锁

article 2024/12/25 21:11:41

互斥锁

互斥锁（Mutex Lock）是一种同步机制，用于确保在任何时刻只有一个线程可以访问特定的代码段（临界区），从而防止数据竞争和不一致性。

使用方法：

在Java中，可以使用synchronized关键字或ReentrantLock类来实现互斥锁。
使用lock()方法获取锁，使用unlock()方法释放锁。

特点：

确保线程安全，防止多个线程同时访问共享资源。
简单易用，但需要注意锁的粒度和性能影响。

示例：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class MutexExample {
    private static int counter = 0; // 定义一个共享资源，初始值为0
    private static Lock lock = new ReentrantLock(); // 定义一个可重入锁

    public static void main(String[] args) {
        Thread[] threads = new Thread[10]; // 创建一个包含10个线程的数组

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                lock.lock(); // 获取锁，确保同一时间只有一个线程可以执行下面的代码
                try {
                    counter++; // 访问并修改共享资源
                    System.out.println("Counter value: " + counter); // 打印当前计数器的值
                } finally {
                    lock.unlock(); // 释放锁，确保锁一定会被释放，避免死锁
                }
            });
            threads[i].start(); // 启动线程
        }

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                threads[i].join(); // 等待所有线程执行完毕
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

线程死锁

线程死锁（Deadlock）是指两个或多个线程互相等待对方释放资源，导致所有相关线程都无法继续执行的状态。

产生条件：

互斥条件：资源不能被共享，一次只能被一个线程使用。
占有并等待：线程已经占有至少一个资源，并等待获取其他线程占有的资源。
不可抢占：资源不能被强制抢占，只能由占有它的线程主动释放。
循环等待：存在一个线程资源的循环链，每个线程都在等待链中下一个线程占有的资源。

示例：

public class DeadlockExample {
    private static Object lock1 = new Object(); // 定义第一个锁对象
    private static Object lock2 = new Object(); // 定义第二个锁对象

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            synchronized (lock1) { // 获取第一个锁
                System.out.println("Thread 1: Holding lock 1...");
                try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) {} // 模拟一些工作
                System.out.println("Thread 1: Waiting for lock 2...");
                synchronized (lock2) { // 尝试获取第二个锁
                    System.out.println("Thread 1: Holding lock 1 & 2...");
                }
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            synchronized (lock2) { // 获取第二个锁
                System.out.println("Thread 2: Holding lock 2...");
                try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) {} // 模拟一些工作
                System.out.println("Thread 2: Waiting for lock 1...");
                synchronized (lock1) { // 尝试获取第一个锁
                    System.out.println("Thread 2: Holding lock 1 & 2...");
                }
            }
        });

        thread1.start(); // 启动第一个线程
        thread2.start(); // 启动第二个线程
    }
}

释放锁

释放锁是指线程在完成对共享资源的访问后，主动将锁释放，以便其他线程可以获取锁并访问资源。

使用方法：

在Java中，使用unlock()方法释放锁。
确保在finally块中释放锁，以防止资源泄漏。

特点：

确保资源能够被其他线程访问，避免资源被永久占用。
需要谨慎处理，确保锁的释放顺序正确，避免死锁。

示例：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReleaseLockExample {
    private static Lock lock = new ReentrantLock(); // 定义一个可重入锁

    public static void main(String[] args) {
        lock.lock(); // 获取锁
        try {
            // 访问共享资源
            System.out.println("Accessing shared resource...");
        } finally {
            lock.unlock(); // 释放锁，确保锁一定会被释放，避免死锁
            System.out.println("Lock released.");
        }
    }
}