一起学并发编程 - 死锁跟踪分析

ACb0y 发布于2019-08-15 11:57 / 279人阅读

摘要：上一章介绍过关键字，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。

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

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Integer和String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： 吃饭需要碗和筷子，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）

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VisualVM和jConsole外，还有jps、jstack、jmap、jhat、jstat等小巧的命令工具，本章主要使用到jps与jstack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。

-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

-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main的pid，使用jstack pid命令

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...

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

个人QQ：1837307557

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