线程死锁
什么是死锁以及避免死锁
什么是死锁以及避免死锁⼀、定义 线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对⽅所需要的资源,导致这些线程处于等待状态,⽆法前往执⾏。
当线程进⼊对象的synchronized代码块时,便占有了资源,直到它退出该代码块或者调⽤wait⽅法,才释放资源,在此期间,其他线程将不能进⼊该代码块。
当线程互相持有对⽅所需要的资源时,会互相等待对⽅释放资源,如果线程都不主动释放所占有的资源,将产⽣死锁。
当然死锁的产⽣是必须要满⾜⼀些特定条件的:1.互斥条件:进程对于所分配到的资源具有排它性,即⼀个资源只能被⼀个进程占⽤,直到被该进程释放2.请求和保持条件:⼀个进程因请求被占⽤资源⽽发⽣阻塞时,对已获得的资源保持不放。
3.不剥夺条件:任何⼀个资源在没被该进程释放之前,任何其他进程都⽆法对他剥夺占⽤4.循环等待条件:当发⽣死锁时,所等待的进程必定会形成⼀个环路(类似于死循环),造成永久阻塞。
package com.sxy.thread;/*** 线程Thread1率先占有了resource1, 继续运⾏时需要resource2, 但此时resource2却被线程Thread2占有了,* 因此只能等待Thread2释放resource2才能够继续运⾏;同时,Thread2也需要resource1,* 它只能等待Thread1释放resource1才能够继续运⾏,因此,Thread1和Thread2都处于等待状态,* 谁也⽆法继续运⾏,即产⽣了死锁。
** @author sunxy*/public class DeadLock {public static void main(String[] args) {dead_lock();}private static void dead_lock() {// 两个资源final Object resource1 = "resource1";final Object resource2 = "resource2";// 第⼀个线程,想先占有resource1,再尝试着占有resource2Thread t1 = new Thread() {public void run() {// 尝试占有resource1synchronized (resource1) {// 成功占有resource1System.out.println("Thread1 1:locked resource1");// 休眠⼀段时间try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 尝试占有resource2,如果不能占有,该线程会⼀直等到synchronized (resource2) {System.out.println("Thread1 1:locked resource2");}}}};// 第⼆个线程,想先占有resource2,再占有resource1Thread t2 = new Thread() {public void run() {// 尝试占有resource2synchronized (resource2) {// 成功占有resource2System.out.println("Thread 2 :locked resource2");// 休眠⼀段时间try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 尝试占有resource1,如果不能占有,该线程会⼀直等到synchronized (resource1) {System.out.println("Thread1 2:locked resource1");}}}};// 启动线程t1.start();t2.start();}}死锁的另⼀种:递归死锁,举例:所谓递归函数就是⾃调⽤函数,在函数体内直接或间接的调⽤⾃⼰,即函数的嵌套是函数本⾝。
多线程池避免死锁的方法
多线程池避免死锁的方法
多线程池避免死锁的方法包括以下几点:
1. 避免在等待资源时占用其他资源:在等待资源时,应该释放已经占用的资源,避免占用其他资源。
这样可以避免产生循环等待的情况,从而避免死锁。
2. 按照一定的顺序获取资源:当线程需要获取多个资源时,应该按照一定的顺序获取资源,避免产生循环等待的情况。
例如,按照资源的编号顺序获取资源,可以避免死锁。
3. 使用锁的粒度:使用锁的粒度越小,越容易避免死锁。
例如,使用多个小锁代替一个大锁,可以降低死锁的概率。
4. 使用锁的层次:使用锁的层次越高,越容易避免死锁。
例如,将多个小锁放在一个大锁下面,可以降低死锁的概率。
5. 使用超时机制:当线程等待资源超过一定时间后,自动放弃等待并继续执行其他任务。
这样可以避免产生循环等待的情况,从而避免死锁。
6. 使用信号量:信号量可以用于控制线程对资源的访问。
当线程访问完资源后,会释放信号量,而其他线程需要等待信号量可用时才能访问资源。
使用信号量可以避免循环等待的情况,从而避免死锁。
7. 检测并解除死锁:在发现死锁后,可以采取一些措施来解除死锁。
例如,可以选择一个线程来终止,并让其他线程继续执行。
或者可以选择一个资源来释放,让其他线程可以继续访问该资源。
以上是几种常见的多线程池避免死锁的方法,可以根据具体情况选择适合的方法来避免死锁。
什么是死锁?死锁产生的原因?
什么是死锁?死锁产⽣的原因?什么是死锁? 死锁是指两个或两个以上的进程在执⾏过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信⽽造成的⼀种阻塞的现象,若⽆外⼒作⽤,它们都将⽆法推进下去。
集合中的每⼀个进程都在等待只能由本集合中的其他进程才能引发的事件,那么该组进程是死锁的。
举个例⼦来描述,如果此时有⼀个线程A,按照先锁a再获得锁b的的顺序获得锁,⽽在此同时⼜有另外⼀个线程B,按照先锁b再锁a的顺序获得锁。
如下图所⽰:产⽣死锁的原因?1.竞争资源 系统中的资源可以分为两类:⼀类是可剥夺资源,是指某进程在获得这类资源后,该资源可以再被其他进程或系统剥夺,CPU和主存均属于可剥夺性资源;另⼀类资源是不可剥夺资源,当系统把这类资源分配给某进程后,再不能强⾏收回,只能在进程⽤完后⾃⾏释放,如磁带机、打印机等。
产⽣死锁中的竞争资源之⼀指的是竞争不可剥夺资源(例如:系统中只有⼀台打印机,可供进程P1使⽤,假定P1已占⽤了打印机,若P2继续要求打印机打印将阻塞) 产⽣死锁中的竞争资源另外⼀种资源指的是竞争临时资源(临时资源包括硬件中断、信号、消息、缓冲区内的消息等),通常消息通信顺序进⾏不当,则会产⽣死锁2.进程间推进顺序⾮法 若P1保持了资源R1,P2保持了资源R2,系统处于不安全状态,因为这两个进程再向前推进,便可能发⽣死锁。
例如,当P1运⾏到P1:Request(R2)时,将因R2已被P2占⽤⽽阻塞;当P2运⾏到P2:Request(R1)时,也将因R1已被P1占⽤⽽阻塞,于是发⽣进程死锁产⽣死锁的四个必要条件:互斥条件:进程要求对所分配的资源进⾏排它性控制,即在⼀段时间内某资源仅为⼀进程所占⽤。
请求和保持条件:当进程因请求资源⽽阻塞时,对已获得的资源保持不放。
不剥夺条件:进程已获得的资源在未使⽤完之前,不能剥夺,只能在使⽤完时由⾃⼰释放。
环路等待条件:在发⽣死锁时,必然存在⼀个进程--资源的环形链。
如何预防死锁?资源⼀次性分配:⼀次性分配所有资源,这样就不会再有请求了:(破坏请求条件)只要有⼀个资源得不到分配,也不给这个进程分配其他的资源:(破坏请保持条件)可剥夺资源:即当某进程获得了部分资源,但得不到其它资源,则释放已占有的资源(破坏不可剥夺条件)资源有序分配法:系统给每类资源赋予⼀个编号,每⼀个进程按编号递增的顺序请求资源,释放则相反(破坏环路等待条件)死锁检测1.Jstack命令 jstack是java虚拟机⾃带的⼀种堆栈跟踪⼯具。
多线程编程中的同步和并发问题解析
多线程编程中的同步和并发问题解析在多线程编程中,同步和并发是两个关键的概念,主要涉及到多个线程之间的协同工作和共享资源的管理。
了解和解决同步和并发问题是保证多线程程序正确执行的关键。
一、同步问题同步问题是指多个线程之间的协作和按照一定的顺序执行。
在多线程编程中,可能会遇到以下几种同步问题:1.竞态条件(Race Condition):竞态条件是指多个线程竞争共享资源导致的问题。
当多个线程对同一共享资源进行读写操作时,可能会出现不可预期的结果。
例如,一个线程在读取共享资源的同时,另一个线程可能在修改这个资源,导致读取的结果不正确。
解决竞态条件的常见方法是使用互斥锁(Mutex)来保证对共享资源的排他访问,确保同一时间只有一个线程能够对共享资源进行操作。
2.死锁(Deadlock):死锁是指多个线程互相等待对方释放资源导致的无法继续执行的情况。
当多个线程都在等待对方释放资源时,将无法继续执行下去,形成死锁。
解决死锁问题的方法可以使用资源分级策略,即按照一定的顺序请求资源,释放资源也按照相反的顺序进行。
这样能够避免多个线程同时请求相同的资源,从而降低死锁的可能性。
3.饥饿(Starvation):饥饿是指某个线程由于资源被其他优先级高的线程占用而无法获得所需的资源,无法继续执行的情况。
解决饥饿问题的方法可以使用公平调度策略,即按照请求的先后顺序分配资源,避免某个线程长时间无法获得资源的情况。
二、并发问题并发问题是指多个线程同时执行,可能会导致不可预期的结果。
在多线程编程中,可能会遇到以下几种并发问题:1.数据竞争(Data Race):数据竞争是指多个线程同时读写共享数据导致的问题。
当多个线程对同一数据进行读写操作时,可能会出现不一致的结果。
例如,一个线程正在写入数据,同时另一个线程正在读取这个数据,导致读取的结果不正确。
解决数据竞争问题的常见方法是使用原子操作(Atomic Operation)或者互斥锁来保证对共享数据的原子性操作,确保多个线程对数据的访问不会出现冲突。
名词解释死锁定理
名词解释死锁定理一、引言死锁,这一概念在现实生活中并不常见,但在计算机科学中却十分重要。
当多个进程或线程因为竞争资源而产生的一种相互等待的现象,而这种等待无法由系统本身通过资源分配和释放来解决时,我们就说系统陷入了死锁。
了解和掌握死锁的原理能帮助我们提高在计算机科学相关领域的知识水平和应用能力。
本文将详细解释死锁定理的概念、条件、解决方法及其在各类技术、设备和系统设计中的应用。
二、死锁定义死锁定理描述了在两个或多个进程中发生的特定状态,这些进程相互等待对方释放资源,从而导致所有进程都无法继续执行。
例如,考虑两个线程A和B,A持有资源1并请求资源2,而B持有资源2并请求资源1。
在这种情况下,即使A和B都拥有部分所需资源,但由于互相等待对方释放更多资源,因此它们都不能继续执行,形成了死锁。
三、死锁条件死锁的形成需要满足一定的条件。
一般来说,导致死锁的必要条件有四个:互斥、占有并等待、非抢占和非循环等待。
只有这四个条件同时满足,才可能发生死锁。
而充分条件则是:当系统中只剩下一个资源且有两个或以上进程互相等待时,或者当一个进程等待一个被另一个只释放了部分资源的进程所持有的资源时,就会发生死锁。
四、解除死锁方法解除死锁的方法有很多种,其中最常用的是预防死锁的方法和检测与解除死锁的方法。
预防死锁的方法包括避免产生死锁的必要条件(如避免互斥条件、限制占有并等待、避免非抢占和非循环等待等)、预先分配所有资源以及设定一个安全序列来避免死锁。
检测与解除死锁的方法则包括检测死锁的发生、确定涉及的进程和资源、撤销或挂起某些进程或资源以打破循环等待等。
五、实际应用死锁定理在计算机系统的设计中具有广泛的应用。
例如,在操作系统中,通过合理地分配和释放资源,可以避免发生死锁。
在数据库系统中,通过锁定机制来保证数据的一致性和完整性,防止死锁的发生。
在网络通信中,死锁的防止对于确保可靠的数据传输是至关重要的。
另外,在设计并发系统、实时系统和嵌入式系统时,了解和应用死锁定理也是至关重要的。
线程死锁的四个必要条件
线程死锁的四个必要条件在多线程编程中,线程死锁是一种常见的问题。
它指的是两个或多个线程互相等待对方释放资源而陷入的一种僵局。
线程死锁的出现会导致程序无法继续执行,造成严重的影响。
为了避免线程死锁的出现,我们需要了解它的四个必要条件。
1. 互斥条件互斥条件指的是线程在执行时所需要的资源必须是排他性的,即不能同时被多个线程占用。
如果多个线程同时占用了同一个资源,那么就会出现资源竞争的问题,从而导致死锁的出现。
解决方法:可以通过使用锁来实现资源的互斥访问,使得同一时间只有一个线程能够访问该资源。
2. 请求与保持条件请求与保持条件指的是线程在执行时会请求一些其他线程所占用的资源,并且保持自己持有的资源不释放。
如果多个线程同时持有自己的资源并请求其他线程的资源,那么就会出现死锁的情况。
解决方法:可以通过一次性获取所有需要的资源来避免请求与保持条件的出现,或者在获取资源之前先释放已有的资源。
3. 不剥夺条件不剥夺条件指的是线程在执行时所持有的资源不能被其他线程剥夺,只能由持有该资源的线程自行释放。
如果一个线程持有了某个资源而不释放,其他线程无法剥夺该资源,就会出现死锁的情况。
解决方法:可以通过设置优先级或者时间限制等方式来避免不剥夺条件的出现。
4. 循环等待条件循环等待条件指的是多个线程之间形成了一个循环等待的环路,每个线程都在等待下一个线程所持有的资源。
如果该环路中的所有线程都不释放自己所持有的资源,那么就会出现死锁的情况。
解决方法:可以通过破坏环路来避免循环等待条件的出现,比如按照资源的编号来获取资源,或者按照一定的顺序获取资源。
线程死锁的出现需要满足以上四个条件,只要破坏其中任意一个条件就可以避免死锁的出现。
在进行多线程编程时,需要注意线程之间的资源访问问题,避免出现死锁的情况。
线程死锁的解决方法
线程死锁的解决方法
线程死锁是一种常见的问题,它会导致程序无法继续执行下去。
线程死锁的原因通常是由于多个线程在竞争同一个资源时,互相等待对方释放资源,从而形成了死锁。
为了解决线程死锁问题,我们可以采取以下几种方法:
1. 避免嵌套锁:在使用多个锁的时候,我们需要避免使用嵌套锁,因为嵌套锁会增加死锁的风险。
2. 避免循环等待:在使用多个锁的时候,我们需要避免循环等待。
如果出现循环等待的情况,我们可以采取破坏循环等待的方式,例如通过按照固定的顺序获取锁来避免死锁。
3. 设置超时时间:在使用锁的时候,我们可以设置超时时间。
如果在超时时间内没有获取到锁,我们可以放弃锁并进行其他的处理。
4. 使用非阻塞算法:非阻塞算法会在没有锁的情况下执行操作,如果发现有其他线程正在使用资源,它会尝试重新执行操作,从而避免了死锁的风险。
总之,在编写多线程程序时,我们需要注意避免线程死锁问题。
如果出现了线程死锁问题,我们可以通过以上几种方式来解决。
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死锁实验报告
死锁实验报告
摘要:
本实验旨在通过模拟死锁现象,了解死锁的形成原因、必要条件以及常见的预防和解决死锁的方法。
通过使用Java编程语言,实现了一个简单的死锁实验场景,并对死锁的产生和解决过程进行了探究。
引言:
死锁是多线程编程中一个常见的问题,也是一种非常棘手的并发bug。
在多线程环境下,当两个或多个线程相互等待对方释放资源时,便可能会陷入死循环,无法继续执行下去。
本实验将通过一个典型的死锁场景,展示死锁的产生和解决过程,以便更好地理解和应对死锁问题。
一、实验背景
1.1 死锁的定义
死锁是指在多线程编程中,两个或多个线程相互等待对方释放资源,从而导致所有线程都无法继续执行的一种状态。
1.2 死锁产生的必要条件
死锁产生的必要条件包括:互斥条件、请求和保持条件、不可
剥夺条件和循环等待条件。
1.3 死锁的影响
死锁的产生会导致程序无法正常执行,造成资源浪费和系统崩
溃等问题,严重影响系统的稳定性和性能。
二、实验目的
本实验旨在通过实际代码实现死锁场景,探究死锁的产生原因,了解死锁的必要条件,并尝试不同的方法进行死锁的解决和预防。
三、实验环境
本实验使用Java编程语言,在Java开发环境下进行实验。
四、实验步骤
4.1 实验准备
在Java编程环境下,创建一个简单的多线程程序,模拟死锁场景。
在程序中创建两个线程,并为每个线程分别分配一个资源。
线程池死锁问题探究
线程池死锁问题探究# 问题背景问题可以简化为以下描述,由于数据量较⼤,单线程计算的时候可能耗费时间较长,所以采⽤多线程分别对每⼀条数据计算,然后由主线程汇总其他线程计算的结果。
思路如下:主线程创建⼀个CyclicBarrier,然后每个线程计算完成之后调⽤barrier.await();最后等待主线程汇总计算结果。
代码如下。
为了⽅便,代码就使⽤了简写的⽅式public class BlogThreadSum {private ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(20);public static void main(String[] args) {BlogThreadSum threadSum = new BlogThreadSum();threadSum.doMain();}private void doMain() {List<String> baseList = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 10; i++) {baseList.add(i + "");}List<Future<Integer>> futures = new ArrayList<>();CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(baseList.size(), () -> {int sum = 0;for (Future<Integer> future : futures) {try {sum += future.get();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("所有数据插⼊完成,最后⼀个插⼊的是线程:" + Thread.currentThread().getName());System.out.println("所有线程的计算结果为:" + sum);});for (String s : baseList) {Future<Integer> future = executorService.submit(() -> doInsert(s, barrier));futures.add(future);}System.out.println("主线程执⾏完毕");}private int doInsert(String s, CyclicBarrier barrier) throws InterruptedException {Random random = new Random();Thread.sleep(random.nextInt(100));System.out.println("=============>插⼊数据完成:" + s);try {barrier.await();} catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}return Integer.parseInt(s);}}这种代码看似能运算出结果,所有线程统计结果并返回到futures中,由于CyclicBarrier并不会阻塞主线程,所有我们可以看出主线程是最先执⾏完毕的。
判断死锁的公式(一)
判断死锁的公式(一)判断死锁的公式在计算机科学领域,死锁是指多个进程或线程因争夺系统资源而产生的一种阻塞现象,导致系统无法前进。
为了判断是否发生死锁,提出了一些公式和算法。
下面列举了几个常用的判断死锁的公式:1. 死锁必要条件死锁的发生需要满足以下四个条件: - 互斥条件:每个资源只能同时被一个进程或线程占用。
- 占有和等待条件:已经获得资源的进程可以等待其他资源,同时阻塞其他进程对已获得资源的访问。
- 不可抢占条件:已分配给进程的资源不能被强制性地抢占,只能由占有资源的进程释放。
- 循环等待条件:存在一个进程资源的循环等待链,每个进程都在等待下一个进程所占有的资源。
如果以上四个条件同时满足,就有可能发生死锁。
2. 死锁检测算法死锁检测算法可以根据系统资源的状态来判断是否发生死锁。
其中最著名的算法是银行家算法(Banker’s algorithm),其公式如下:Available: 各资源的可用数量Max: 各进程对各资源的最大需求Allocation: 各进程已分配到的资源数量Need = Max - Allocation: 各进程尚需的资源数量Work = AvailableFinish[i] = false,对所有进程i初始化为falsewhile (存在一个未标记完成的进程P){if (Need[P] <= Work){Work += Allocation[P]Finish[P] = true}P = 下一个未标记完成的进程}该算法通过判断系统是否存在一个安全序列来确定是否发生死锁。
3. 死锁预防公式死锁预防是在系统设计阶段采取措施,避免死锁的发生。
其中一个常用的公式是银行家公式(Banker’s formula),用于计算进程对资源的最大需求量。
公式如下:Need[i, j] = Max[i, j] - Allocation[i, j]其中,Need[i, j]表示进程i对资源j的最大需求量,Max[i, j]表示进程i对资源j的最大需求量,Allocation[i, j]表示进程i已分配到的资源j的数量。
死锁预防的基本原理
死锁预防的基本原理
死锁是在并发编程中常见的一种问题,当多个进程或线程互相竞争资源而无法继续执行时,就会发生死锁。
为了避免这种情况的发生,我们需要了解死锁预防的基本原理。
1. 资源互斥:确保每个资源同一时间只能被一个进程或线程使用。
这意味着在获取某个资源之前,必须先释放已经占用的资源。
这样可以防止不同进程或线程之间同时竞争同一个资源,减少死锁的可能性。
2. 有序请求:为了避免死锁,进程或线程应该按照固定的顺序请求资源。
例如,如果进程A已经获得了资源X,那么在请求资源Y之前,应该先释放资源X。
这样可以防止进程之间形成循环等待的情况。
3. 资源预分配:在系统启动时,将资源分配给进程或线程。
通过预分配资源,可以避免后续的资源竞争和死锁。
预分配的资源数量应该根据实际需求和系统处理能力来确定,以避免资源的浪费或不足。
4. 超时机制:为了防止死锁的无限等待,可以设置超时机制。
当某个进程或线程等待资源的时间超过一定阈值时,系统可以主动中断该进程或线程的执行,释放已经占用的资源,以便其他进程或线程使用。
5. 死锁检测:定期检测系统中是否存在死锁。
如果检测到死锁的存在,系统可以采取相应的措施,例如中断某些进程或线程的执行,释放资源,以解除死锁。
死锁预防的基本原理包括资源互斥、有序请求、资源预分配、超时机制和死锁检测。
通过合理地设计和实施这些原理,可以有效地预防死锁问题的发生,提高系统的稳定性和可靠性。
在并发编程中,我们应该始终牢记这些原理,以确保程序的正常执行。
百度百科死锁
死锁百科名片所谓死锁:是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。
此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。
由于资源占用是互斥的,当某个进程提出申请资源后,使得有关进程在无外力协助下,永远分配不到必需的资源而无法继续运行,这就产生了一种特殊现象死锁。
deadlocks(死锁)死锁的规范定义:集合中的每一个进程都在等待只能由本集合中的其他进程才能引发的事件,那么该组进程是死锁的。
一种情形,此时执行程序中两个或多个线程发生永久堵塞(等待),每个线程都在等待被其他线程占用并堵塞了的资源。
例如,如果线程A锁住了记录1并等待记录2,而线程B锁住了记录2并等待记录1,这样两个线程就发生了死锁现象。
计算机系统中,如果系统的资源分配策略不当,更常见的可能是程序员写的程序有错误等,则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。
在两个或多个任务中,如果每个任务锁定了其他任务试图锁定的资源,此时会造成这些任务永久阻塞,从而出现死锁。
例如:事务A 获取了行 1 的共享锁。
事务 B 获取了行 2 的共享锁。
现在,事务 A 请求行 2 的排他锁,但在事务 B 完成并释放其对行 2 持有的共享锁之前被阻塞。
现在,事务 B 请求行 1 的排他锁,但在事务 A 完成并释放其对行 1 持有的共享锁之前被阻塞。
事务 B 完成之后事务 A 才能完成,但是事务 B 由事务 A 阻塞。
该条件也称为循环依赖关系:事务 A 依赖于事务B,事务 B 通过对事务 A 的依赖关系关闭循环。
除非某个外部进程断开死锁,否则死锁中的两个事务都将无限期等待下去。
Microsoft SQL Server 数据库引擎死锁监视器定期检查陷入死锁的任务。
如果监视器检测到循环依赖关系,将选择其中一个任务作为牺牲品,然后终止其事务并提示错误。
这样,其他任务就可以完成其事务。
多线程避免死锁的方法
多线程避免死锁的方法多线程编程是一种常见的并发编程技术,它可以提高程序的执行效率和性能。
然而,在多线程编程中,死锁是一个常见的问题,它可能导致程序无法继续执行下去。
死锁是指两个或多个线程互相持有对方所需的资源,并且无法释放已持有的资源,从而导致所有线程都无法继续执行的情况。
为了避免死锁,我们可以采取以下几种方法。
1. 避免循环等待:循环等待是死锁的主要原因之一。
为了避免循环等待,我们可以规定资源的获取顺序,要求线程按照一定的顺序来获取资源,从而避免死锁的发生。
2. 添加超时机制:在多线程编程中,线程在等待资源时可能会发生死锁。
为了避免这种情况,我们可以设置一个超时机制,当线程等待资源的时间超过一定阈值时,自动放弃等待并释放已持有的资源,从而避免死锁的发生。
3. 使用资源分级:为了避免死锁,我们可以将资源分为不同的等级,线程只能按照一定的顺序获取资源,并且在获取资源之前要放弃已持有的低级资源,从而避免死锁的发生。
4. 使用资源剥夺:当一个线程等待某个资源时,如果发现该资源被其他线程持有,我们可以强制剥夺该资源,将资源分配给等待时间最长的线程,从而避免死锁的发生。
5. 使用死锁检测:死锁检测是一种常见的避免死锁的方法。
通过周期性地检测系统中是否存在死锁,如果存在死锁,则采取相应的措施进行解锁或重启线程,从而避免死锁的发生。
6. 使用资源预留:为了避免死锁,我们可以在获取资源之前先进行资源的预留,即将资源标记为已占用,并且不允许其他线程获取该资源,直到当前线程释放资源。
这样可以有效地避免死锁的发生。
除了以上几种方法,我们还可以使用一些其他的技术来避免死锁,例如使用信号量、互斥量、条件变量等。
这些技术可以帮助我们更好地管理线程的执行顺序和资源的分配,从而避免死锁的发生。
总结起来,要避免死锁的发生,我们可以采取多种方法,例如避免循环等待、添加超时机制、使用资源分级、使用资源剥夺、使用死锁检测和使用资源预留等。
[整理]死锁的四个必要条件以及处理策略
[整理]死锁的四个必要条件以及处理策略⽬录⼀、什么是死锁多线程以及多进程改善了系统资源的利⽤率并提⾼了系统的处理能⼒。
然⽽,并发执⾏也带来了新的问题:死锁。
死锁是指两个或两个以上的进程(线程)在运⾏过程中因争夺资源⽽造成的⼀种僵局(Deadly-Embrace [ɪm'breɪs]拥抱) ,若⽆外⼒作⽤,这些进程(线程)都将⽆法向前推进。
下⾯我们通过⼀些实例来说明死锁现象。
先看⽣活中的⼀个实例:2个⼈⼀起吃饭但是只有⼀双筷⼦,2⼈轮流吃(同时拥有2只筷⼦才能吃)。
某⼀个时候,⼀个拿了左筷⼦,⼀⼈拿了右筷⼦,2个⼈都同时占⽤⼀个资源,等待另⼀个资源,这个时候甲在等待⼄吃完并释放它占有的筷⼦,同理,⼄也在等待甲吃完并释放它占有的筷⼦,这样就陷⼊了⼀个死循环,谁也⽆法继续吃饭。
在计算机系统中也存在类似的情况。
例如,某计算机系统中只有⼀台打印机和⼀台输⼊设备,进程P1正占⽤输⼊设备,同时⼜提出使⽤打印机的请求,但此时打印机正被进程P2 所占⽤,⽽P2在未释放打印机之前,⼜提出请求使⽤正被P1占⽤着的输⼊设备。
这样两个进程相互⽆休⽌地等待下去,均⽆法继续执⾏,此时两个进程陷⼊死锁状态。
关于死锁的⼀些结论:参与死锁的进程数⾄少为两个参与死锁的所有进程均等待资源参与死锁的进程⾄少有两个已经占有资源死锁进程是系统中当前进程集合的⼀个⼦集死锁会浪费⼤量系统资源,甚⾄导致系统崩溃。
⼆、死锁、饥饿、活锁饥饿(Starvation[stɑr'veɪʃn])指某⼀线程或多个线程在某种情况下⽆法获取所需要的资源,导致程序⽆法执⾏。
⽐如,当某个线程的优先级太低的时候,那么⾼优先级的线程会始终霸占着资源,⽽低优先级的线程由于⽆法得到相应的资源⽽⽆法⼯作。
活锁(Livelock)指的是线程不断重复执⾏相同的操作,但每次操作的结果都是失败的。
尽管这个问题不会阻塞线程,但是程序也⽆法继续执⾏。
活锁通常发⽣在处理事务消息的应⽤程序中,如果不能成功处理这个事务那么事务将回滚整个操作。
互斥锁、死锁和递归锁
互斥锁、死锁和递归锁⼀、互斥锁(Mutex) 在上节最后我们讲到了线程安全,线程同步能够保证多个线程安全访问竞争资源,最简单的同步机制是引⼊互斥锁。
互斥锁为资源引⼊⼀个状态:锁定/⾮锁定。
某个线程要更改共享数据时,先将其锁定,此时资源的状态为“锁定”,其他线程不能更改;直到该线程释放资源,将资源的状态变成“⾮锁定”,其他的线程才能再次锁定该资源。
互斥锁保证了每次只有⼀个线程进⾏写⼊操作,从⽽保证了多线程情况下数据的正确性。
threading模块中定义了Lock类,可以⽅便的处理锁定: #创建锁lock = threading.Lock()#锁定lock.acquire(blocking=True, timeout=-1)#释放lock.release() 还是以上节实例为例:# -*- coding: UTF-8 -*-import threadingclass MyThread(threading.Thread):def run(self):global nlock.acquire()n += 1lock.release()print( + ' set n to ' + str(n))n = 0lock = threading.Lock()if __name__ == '__main__':for i in range(5):t = MyThread()t.start()print('final num: %d' % n) 输出:Thread-1 set n to 1Thread-2 set n to 2Thread-3 set n to 3Thread-4 set n to 4Thread-5 set n to 5final num: 5 加锁之后,我们可以确保数据的正确性⼆、死锁 死锁是指⼀个资源被多次调⽤,⽽多次调⽤⽅都未能释放该资源就会造成⼀种互相等待的现象,若⽆外⼒作⽤,它们都将⽆法推进下去。
死锁产生的必要条件和避免方法
死锁产⽣的必要条件和避免⽅法1 什么是死锁所谓死锁,是指多个进程在运⾏过程中因争夺资源⽽造成的⼀种僵局,当进程处于这种僵持状态时,若⽆外⼒作⽤,它们都将⽆法再向前推进。
举个例⼦来描述,如果此时有⼀个线程A,按照先锁a再获得锁b的的顺序获得锁,⽽在此同时⼜有另外⼀个线程B,按照先锁b再锁a的顺序获得锁。
2 产⽣死锁的原因产⽣死锁的原因可归结为如下两点:1)竞争资源系统中的资源可以分为两类: ①可剥夺资源,是指某进程在获得这类资源后,该资源可以再被其他进程或系统剥夺,CPU和主存均属于可剥夺性资源; ②另⼀类资源是不可剥夺资源,当系统把这类资源分配给某进程后,再不能强⾏收回,只能在进程⽤完后⾃⾏释放,如磁带机、打印机等。
产⽣死锁中的竞争资源之⼀指的是竞争不可剥夺资源(例如:系统中只有⼀台打印机,可供进程P1使⽤,假定P1已占⽤了打印机,若P2继续要求打印机打印将阻塞);产⽣死锁中的竞争资源另外⼀种资源指的是竞争临时资源(临时资源包括硬件中断、信号、消息、缓冲区内的消息等),通常消息通信顺序进⾏不当,则会产⽣死锁。
2)进程间推进顺序⾮法若P1保持了资源R1,P2保持了资源R2,系统处于不安全状态,因为这两个进程再向前推进,便可能发⽣死锁。
例如,当P1运⾏到P1:Request(R2)时,将因R2已被P2占⽤⽽阻塞;当P2运⾏到P2:Request(R1)时,也将因R1已被P1占⽤⽽阻塞,于是发⽣进程死锁3 产⽣死锁的必要条件 1)互斥条件:进程要求对所分配的资源进⾏排它性控制,即在⼀段时间内某资源仅为⼀进程所占⽤。
2)请求和保持条件:当进程因请求资源⽽阻塞时,对已获得的资源保持不放。
3)不剥夺条件:进程已获得的资源在未使⽤完之前,不能剥夺,只能在使⽤完时由⾃⼰释放。
4)环路等待条件:在发⽣死锁时,必然存在⼀个进程--资源的环形链。
4 解决死锁的基本⽅法1)预防死锁: 资源⼀次性分配:⼀次性分配所有资源,这样就不会再有请求了:(破坏请求条件) 只要有⼀个资源得不到分配,也不给这个进程分配其他的资源:(破坏请保持条件) 可剥夺资源:即当某进程获得了部分资源,但得不到其它资源,则释放已占有的资源(破坏不可剥夺条件) 资源有序分配法:系统给每类资源赋予⼀个编号,每⼀个进程按编号递增的顺序请求资源,释放则相反(破坏环路等待条件)2)避免死锁:预防死锁的⼏种策略,会严重地损害系统性能。
解除死锁的两种常用方法
解除死锁的两种常用方法
死锁是指在多进程或多线程的环境下,各个进程或线程因互相占用对方所需要的资源而陷入无限等待的状态。
解除死锁是保证系统正常运行的重要措施之一。
下面介绍两种常用的解除死锁方法。
第一种方法是资源预分配。
在系统运行之前,就对资源进行分配,使得每个进程或线程在运行时都能够得到所需的资源,从而避免了死锁的发生。
但是,这种方法需要预先知道每个进程或线程所需要的资源情况,对于资源需求不确定的情况并不适用。
第二种方法是破坏死锁环路。
当系统检测到死锁时,可以采取一些策略来破坏死锁环路,使得进程或线程得到所需的资源,避免了死锁的发生。
常见的破坏死锁环路的方法包括剥夺资源、撤销进程或线程、时间片轮转等。
总之,解除死锁是保证系统正常运行的重要手段。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的方法来解除死锁。
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死锁解决方案
死锁解决方案
《死锁解决方案》
在计算机领域,死锁是一种常见的问题,指的是多个进程或线程因为资源互斥而造成的相互等待的情况。
死锁会导致系统的资源无法释放,进而影响整个系统的运行效率。
为了解决这个问题,人们提出了各种死锁解决方案。
首先,避免死锁是最好的解决方案之一。
在设计系统时,可以采用预防死锁的方法,比如采用资源分配图、银行家算法等来保证系统资源的安全分配,尽可能地避免资源的竞争和互斥。
其次,可以采用死锁检测和解除的方法。
死锁检测可以通过资源分配图或者进程等待图等方式来检测系统中是否存在死锁,并且在检测到死锁时采取一些手段来解除死锁,比如进行资源回收、进程终止等。
另外,采用超时机制和资源抢占也是解决死锁的常见方式之一。
在超时机制中,系统会为每个资源申请设置一个超时时间,如果在规定时间内资源还未被释放,则系统将强制将资源回收,以避免死锁的发生。
而在资源抢占中,系统会根据一定的算法来主动抢占某些资源,从而打破死锁的状态。
总的来说,死锁是一个常见的系统问题,但是有很多解决方案可以采取,比如避免死锁、死锁检测和解除、超时机制和资源抢占等。
只要系统设计合理、实施科学,就可以有效地避免和解决死锁问题,从而保证系统的稳定运行。
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主线程A等待另一个线程B的完成才能继续,在线程B中又要更新主线程A的界面,这里涉及了同步问题以及由此可能产生的死锁问题,同步问题在修改后的文章中讲得比较清楚了,对于线程之间可能产生死锁的浅析如下:
在等待线程B中更新主线程A的界面,如果未能正确处理A,B两线程同步的问题,极有可能导致两线程间的死锁
C#线程同步与死锁
在上一讲介绍了使用lock来实现C#线程同步。
实际上,这个lock是C#的一个障眼法,在C#编译器编译lock语句时,将其编译成了调用Monitor类。
先看看下面的C#源代码:
1.public static void MyLock()
2.{
3.lock (typeof(Program))
4. {
5. }
6.}
7.
上面的代码通过lock语句使MyLock同步,这个方法被编译成IL后,代码如图1所示。
图1
从上图被标注的区域可以看到,一条lock语句被编译成了调用Monitor的Enter和Exit方法。
Monitor 在System.Threading命名空间中。
lock的功能就相当于直接调用Monitor的Entry方法,所不同的是,lock方法在结束后,会自动解除锁定,当然,在IL中是调用了Monitor的Exit方法,但在C#程序中,看起来是自动解锁的,这类似于C#中的using语句,可以自动释放数据库等的资源。
但如果直接在C#源程序中使用Monitor类,就必须调用Exit方法来显式地解除锁定。
如下面的代码所示:
1.Monitor.Entry(lockObj);
2.try
3.{
4.// lockObj的同布区
5.}
6.catch(Exception e)
7.{
8.// 异常处理代码
9.}
10.finally
11.{
12. Monitor.Exit(lockObj); // 解除锁定
13.}
14.
Exit方法最后在finally里调用,这样无论在方法在发生异常、返回还是正常执行,都会执行到finally,并调用Exit方法解除锁定。
Monitor类不仅可以完全取代lock语句(如果只使用lock语句本身的功能,最好还是直接用lock语句吧),还可以使用TryEntry方法设置一个锁定超时,单位是毫秒。
如下面的代码所示:
1.if(Monitor.TryEntry(lockObj, 1000))
2.{
3.try
4. {
5. }
6.finally
7. {
8. Monitor.Exit(lockObj);
9. }
10.}
11.else
12.{
13.// 超时后的处理代码
14.}
15.
上面的代码设置了锁定超时时间为1秒,也就是说,在1秒中后,lockObj还未被解锁,TryEntry方法就会返回false,如果在1秒之内,lockObj被解锁,TryEntry返回true。
我们可以使用这种方法来避免死锁,如下面的代码所示:
1.class Program
2.{
3.private static Object objA = new Object();
4.private static Object objB = new Object();
5.public static void LockA()
6. {
7.if (Monitor.TryEnter(objA, 1000))
8. {
9. Thread.Sleep(1000);
10.if (Monitor.TryEnter(objB, 2000))
11. {
12. Monitor.Exit(objB);
13. }
14.else
15. {
16.
17. Console.WriteLine("LockB timeout");
18. }
19. Monitor.Exit(objA);
20. }
21. Console.WriteLine("LockA");
22. }
23.public static void LockB()
24. {
25.if (Monitor.TryEnter(objB, 2000))
26. {
27. Thread.Sleep(2000);
28.if (Monitor.TryEnter(objA, 1000))
29. {
30. Monitor.Exit(objA);
31. }
32.else
33. {
34. Console.WriteLine("LockA timeout");
35. }
36. Monitor.Exit(objB);
37. }
38. Console.WriteLine("LockB");
39. }
40.public static void Main()
41. {
42. Thread threadA = new Thread(LockA);
43. Thread threadB = new Thread(LockB);
44. threadA.Start();
45. threadB.Start();
46. Thread.Sleep(4000);
47. Console.WriteLine("线程结束");
48. }
49.}
上面的代码是在上一讲举的死锁的例子,但在这一讲将lock语句改成了TryEntry方法,而且设置了锁定超时间,由于在等待一定时间后,不管被锁定的对象是否被解锁,TryEntry方法都会返回,因此,上面的代码是不会死锁的。
运行上面的代码的结果如图2所示。
图2
如果TryEntry方法的超时时间为System.Threading.Timeout.Infinite,TryEntry方法就相当于Entry方法,如果超时时间为0,不管是否解锁,TryEntry方法都会立即返回。
这样就解决了C#线程同步与死锁的问题。