我敢肯定我們都去過那里：太晚了，您餓了，服務器已掛起，或者應用程序正在以蝸牛的速度運行，并且有人喘著氣想要您解決問題，然后再去解決。 您的應用程序意外掛起的可能原因之一是稱為死鎖的線程問題。

無需贅述，線程可以處于多種狀態之一，如下面的UML狀態圖所示……

…死鎖與BLOCKED狀態有關，API文檔將其定義為“一個等待監視器鎖定而被阻塞的線程”。

那么，什么是僵局？ 簡而言之，在給定兩個線程A和B的情況下，當線程A由于等待線程B釋放監視器鎖定而阻塞時，而線程B因等待線程A釋放相同的監視器鎖定而阻塞而發生死鎖。

但是，事情可能比這更復雜，因為死鎖可以包含一堆線程。 例如，線程A因為正在等待線程B而阻塞，線程B因為正在等待線程C而阻塞，線程C因為正在等待線程D而阻塞，所以線程D因為正在等待E，E而阻塞，因為它正在等待F和F阻塞，因為它正在等待A。

訣竅是找出哪些線程被阻塞以及為什么被阻塞，這是通過從應用程序中獲取線程轉儲來完成的。 線程轉儲只是快照報告，顯示給定時間點所有應用程序線程的狀態。 有幾種工具和技術可以幫助您掌握線程轉儲，其中包括jVisualVM ， jstack和unix kill命令。 但是，在獲取和解釋線程轉儲之前，我需要一些代碼來創建死鎖

我為此選擇的方案是簡單的銀行帳戶轉帳之一。 這個想法是，有一個余額轉移程序正在運行，該程序使用一堆線程在不同帳戶之間隨機轉移各種金額。 在此程序中，使用以下非常簡單的Account類來表示銀行帳戶：

public class Account {private final int number;private int balance;public Account(int number, int openingBalance) {this.number = number;this.balance = openingBalance;}public void withdraw(int amount) throws OverdrawnException {if (amount > balance) {throw new OverdrawnException();}balance -= amount;}public void deposit(int amount) {balance += amount;}public int getNumber() {return number;}public int getBalance() {return balance;} }

上面的類對具有帳戶號和余額屬性以及諸如deposit(...)和withdraw(...)類的操作的銀行帳戶進行建模。 如果要提取的金額大于可用余額，則withdraw(...)將引發一個簡單的檢查異常OverdrawnException 。

示例代碼中其余的類是DeadlockDemo及其嵌套類BadTransferOperation 。

public class DeadlockDemo {private static final int NUM_ACCOUNTS = 10;private static final int NUM_THREADS = 20;private static final int NUM_ITERATIONS = 100000;private static final int MAX_COLUMNS = 60;static final Random rnd = new Random();List<Account> accounts = new ArrayList<Account>();public static void main(String args[]) {DeadlockDemo demo = new DeadlockDemo();demo.setUp();demo.run();}void setUp() {for (int i = 0; i < NUM_ACCOUNTS; i++) {Account account = new Account(i, rnd.nextInt(1000));accounts.add(account);}}void run() {for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {new BadTransferOperation(i).start();}}class BadTransferOperation extends Thread {int threadNum;BadTransferOperation(int threadNum) {this.threadNum = threadNum;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < NUM_ITERATIONS; i++) {Account toAccount = accounts.get(rnd.nextInt(NUM_ACCOUNTS));Account fromAccount = accounts.get(rnd.nextInt(NUM_ACCOUNTS));int amount = rnd.nextInt(1000);if (!toAccount.equals(fromAccount)) {try {transfer(fromAccount, toAccount, amount);System.out.print(".");} catch (OverdrawnException e) {System.out.print("-");}printNewLine(i);}}// This will never get to here...System.out.println("Thread Complete: " + threadNum);}private void printNewLine(int columnNumber) {if (columnNumber % MAX_COLUMNS == 0) {System.out.print("\n");}}/*** The clue to spotting deadlocks is in the nested locking - synchronized keywords. Note that the locks DON'T* have to be next to each other to be nested.*/private void transfer(Account fromAccount, Account toAccount, int transferAmount) throws OverdrawnException {synchronized (fromAccount) {synchronized (toAccount) {fromAccount.withdraw(transferAmount);toAccount.deposit(transferAmount);}}}} }

DeadlockDemo提供了創建DeadlockDemo的應用程序框架。 它有兩個簡單的任務： setup()和run() 。 setup()創建10個帳戶，并使用一個帳號和一個隨機的期初余額對其進行初始化。 run()創建嵌套類BadTransferOperation 20個實例，該實例僅擴展Thread并使它們開始運行。 請注意，用于線程數和帳戶數的值完全是任意的。

BadTransferOperation是所有動作發生的地方。 它的run()方法循環執行10000次，從accounts列表中隨機選擇兩個帳戶，并將0到1000之間的隨機數從一個accounts轉移到另一個accounts 。 如果fromAccount中的資金不足，則會引發異常，并在屏幕上顯示“-”。 如果一切順利，并且傳輸成功，則為“。”。 在屏幕上打印。

問題的核心是包含FAULTY同步代碼的方法transfer(Account fromAccount, Account toAccount, int transferAmount) ：

synchronized (fromAccount) {synchronized (toAccount) {fromAccount.withdraw(transferAmount);toAccount.deposit(transferAmount);}}

此代碼首先鎖定fromAccount ，然后toAccount轉移現金，隨后釋放這兩個鎖定前。

給定兩個線程A和B以及帳戶1和2，則線程A鎖定其編號為1的fromAccount并嘗試將其鎖定為帳戶2的toAccount ，將出現問題。同時，線程B鎖定其編號2和2的fromAccount 。嘗試鎖定其toAccount ，即帳戶號1。因此，線程A在線程B上被toAccount ，線程B在線程A上被阻塞–死鎖。

如果運行此應用程序，則將獲得一些類似于以下內容的輸出：

…隨著程序突然停止。

現在，我有一個死鎖的應用程序，我的下一個博客實際上將掌握線程轉儲，并了解它的全部含義。

參考： Captain Debug's Blog博客中的調查死鎖-第1部分，來自我們的JCG合作伙伴 Roger Hughes。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2012/10/investigating-deadlocks-part-1.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的研究僵局–第1部分的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。