Java線程鎖住

Question

我有一個與Java線程活鎖有關的有趣問題。在這裏。

有四個全局鎖 - L1，L2，L3，L4

有四個線程 - T1，T2，T3，T4

T1需要鎖L1，L2，L3 T2需要鎖L2 T3需要的鎖L3，L4 T4需要鎖L1，L2

所以，問題的模式是 - 任何線程都可以運行並以任何順序獲取鎖。如果任何線程檢測到它所需的鎖不可用，它將釋放之前獲取的所有其他鎖，然後再次重試之前等待一段固定時間。循環重複導致活鎖定條件。

因此，要解決這個問題，我心裏有

1兩種解決方案），讓每一個線程等待重試之前的一段隨機時間。

OR, 

2）讓每個線程收購全部以特定的順序（即使線程不要求所有的 鎖）

我不相信這些是僅有的兩個選項提供給鎖我。請指教。

Answer 1

除非有很好的理由（性能明智）不這樣做， 我會統一所有鎖一把鎖對象。 這與您建議的解決方案2類似，只是在我看來更簡單。

順便說一句，這個解決方案不僅更簡單，而且bug更少， 性能可能會比您建議的解決方案1更好。

Answer 2

就我個人而言，我從未聽說過選項1，但我絕不是多線程專家。想到這件事後，聽起來好像可以正常工作。

然而，對付線程和資源鎖定的標準方法具有一定的相關選項2.爲了防止死鎖，資源需要總是以相同的順序進行收購。例如，如果您始終以相同的順序鎖定資源，則不會有任何問題。

Answer 3

用2a）讓每個線程以特定順序獲取它需要的所有鎖（不是所有的鎖）如果一個線程遇到鎖不可用，則它會釋放所有的鎖

只要線程獲得他們在你不能有死鎖相同的順序鎖;然而，你仍然可能會餓死（一個線程可能會遇到一個情況，它會一直釋放所有的鎖而不會前進）。爲了確保取得進展，可以爲線程分配優先級（0 =最低優先級，MAX_INT =最高優先級） - 在釋放鎖時增加線程的優先級，並在獲取所有鎖時將其減少到0。把你的等待線程放入一個隊列中，如果它需要與更高優先級的線程相同的資源，則不要啓動低優先級的線程 - 這樣可以保證優先級更高的線程最終獲得所有的鎖。不要實現這個線程隊列，除非你實際上遇到線程匱乏的問題，因爲它可能比只讓所有線程同時運行效率低。

您還可以通過實施omer schleifer的濃縮 - 所有鎖定解決方案來簡化操作;然而，除非你提到的四個線程之外的線程正在爭奪這些資源（在這種情況下，你仍然需要鎖定外部線程中的資源），你可以通過移除所有鎖並將線程在一個循環隊列中（所以你的線程只是按照相同的順序運行）。

Answer 4

當所有線程需要並釋放它們的一組鎖時，它們都進入單個受互斥鎖保護的狀態機。線程應該公開一些方法，它們返回它們需要繼續執行的一組鎖，併發出/等待一個私有信號量信號。 SM應該包含每個鎖的bool和一個'等待'隊列/數組/矢量/列表/任何容器來存儲等待線程。

如果線程進入SM互斥鎖以獲取鎖並可立即獲取其鎖定集，它可以重置其布爾集，退出互斥鎖並繼續。

如果一個線程進入SM互斥體並且無法立即獲得其鎖定集，它應該將自己添加到'等待'中，退出互斥體並等待其私有信號量。

如果一個線程進入SM互斥體釋放它的鎖，它會設置鎖布爾'返回'它的鎖並迭代'等待'以試圖找到一個線程，該線程現在可以使用一組可用的鎖來運行。如果它找到一個，它會正確地重置bools，從'Waiting'中刪除找到的線程併發出'找到'線程信號量的信號。然後它退出互斥體。

你可以用你用來匹配可用的set lock bools和你想要的等待線程的算法。也許你應該釋放需要最大匹配的線程，或者你想'旋轉''Waiting'容器元素以減少飢餓。由你決定。

像這樣的解決方案不需要輪詢（其性能會降低CPU的使用和延遲），也不需要連續獲取/釋放多個鎖。

用OO設計開發這樣的方案要容易得多。信號/等待信號量並返回所需的一組鎖的方法/成員函數通常可以填充到線程類繼承鏈中的某處。