一、死锁是什么
死锁是这样一种情形：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。
举个例子理解死锁
滑稽老哥和女神一起去饺子馆吃饺子，吃饺子需要酱油和醋。
滑稽老哥抄起了酱油瓶, 女神抄起了醋瓶。
滑稽: 你先把醋瓶给我, 我用完了就把酱油瓶给你。
女神: 你先把酱油瓶给我, 我用完了就把醋瓶给你。
如果这俩人彼此之间互不相让, 就构成了死锁.
酱油和醋相当于是两把锁, 这两个人就是两个线程。
为了进一步阐述死锁的形成, 很多资料上也会谈论到 "哲学家就餐问题"。
二、哲学家就餐问题
- 有个桌子, 围着一圈哲学家, 桌子中间放着一盘意大利面。每个哲学家两两之间, 放着一根筷子。
每个哲学家只做两件事: 思考人生或者吃面条。思考人生的时候就会放下筷子，吃面条就会拿起左
右两边的筷子(先拿起左边, 再拿起右边)。
如果哲学家发现筷子拿不起来了(被别人占用了), 就会阻塞等待。
- [关键点] 假设同一时刻, 五个哲学家同时拿起左手边的筷子, 然后再尝试拿右手的筷子, 就会发现右手的筷子都被占用了。由于哲学家们互不相让, 这个时候就形成了 死锁。
死锁是一种严重的 BUG!! 导致一个程序的线程 "卡死", 无法正常工作!
三、如何避免死锁
3.1 死锁产生的四个必要条件
- 互斥使用，即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，即当资源请求者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，即存在一个等待队列：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。
当上述四个条件都成立的时候，便形成死锁。当然，死锁的情况下如果打破上述任何一个条件，便可让死锁消失。
其中最容易破坏的就是 "循环等待"。
3.2 破除循环等待
最常用的一种死锁阻止技术就是锁排序。假设有N 个线程尝试获取M 把锁, 就可以针对M 把锁进行编号 (1, 2, 3...M)。
N 个线程尝试获取锁的时候, 都按照固定的按编号由小到大顺序来获取锁. 这样就可以避免环路等待。
可能产生环路等待的代码:
两个线程对于加锁的顺序没有约定, 就容易产生环路等待。
Object lock1 = new Object(); Object lock2 = new Object(); Thread t1 = new Thread() { @Override public void run() { synchronized (lock1) { synchronized (lock2) { // do something... } } } }; t1.start(); Thread t2 = new Thread() { @Override public void run() { synchronized (lock2) { synchronized (lock1) { // do something... } } } }; t2.start();
约定好先获取 lock1, 再获取 lock2 , 就不会环路等待。
Object lock1 = new Object(); Object lock2 = new Object(); Thread t1 = new Thread() { @Override public void run() { synchronized (lock1) { synchronized (lock2) { // do something... } } } }; t1.start(); Thread t2 = new Thread() { @Override public void run() { synchronized (lock1) { synchronized (lock2) { // do something... } } } }; t2.start(); }
四、关于多线程的一些问题
4.1 谈谈 volatile关键字的用法?
volatile 能够保证内存可见性，强制从主内存中读取数据。此时如果有其他线程修改被 volatile 修饰的变量, 可以第一时间读取到最新的值。
4.2 Java多线程是如何实现数据共享的?
JVM 把内存分成了这几个区域:
方法区, 堆区, 栈区, 程序计数器。
其中堆区这个内存区域是多个线程之间共享的。
只要把某个数据放到堆内存中, 就可以让多个线程都能访问到。
4.3 Java创建线程池的接口是，参数 LinkedBlockingQueue 的作用
创建线程池主要有两种方式:
- 通过 Executors 工厂类创建，创建方式比较简单, 但是定制能力有限。
- 通过 ThreadPoolExecutor 创建，创建方式比较复杂, 但是定制能力强。
LinkedBlockingQueue 表示线程池的任务队列，用户通过 submit / execute 向这个任务队列中添加任务, 再由线程池中的工作线程来执行任务。
4.4 Java线程共有几种状态？状态之间怎么切换的？
- NEW: 安排了工作, 还未开始行动，新创建的线程, 还没有调用 start 方法时处在这个状态。
- RUNNABLE: 可工作的。又可以分成正在工作中和即将开始工作，调用 start 方法之后, 并正在CPU 上运行/在即将准备运行的状态。
- BLOCKED: 使用 synchronized 的时候, 如果锁被其他线程占用, 就会阻塞等待, 从而进入该状态。
- WAITING: 调用 wait 方法会进入该状态。
- TIMED_WAITING: 调用 sleep 方法或者 wait(超时时间) 会进入该状态。
- TERMINATED: 工作完成了，当线程 run 方法执行完毕后, 会处于这个状态。
4.5 在多线程下，如果对一个数进行叠加，该怎么做？
- 使用 synchronized / ReentrantLock 加锁
- 使用 AtomInteger 原子操作
4.6 Thread和Runnable的区别和联系?
- Thread 类描述了一个线程。
- Runnable 描述了一个任务。
- 在创建线程的时候需要指定线程完成的任务, 可以直接重写 Thread 的 run 方法, 也可以使用Runnable 来描述这个任务。
4.7 多次start一个线程会怎么样
- 第一次调用 start 可以成功调用
- 后续再调用 start 会抛出 java.lang.IllegalThreadStateException 异常
4.8 有synchronized两个方法，两个线程分别同时用这个方法，会发生什么？
synchronized 加在非静态方法上, 相当于针对当前对象加锁。
如果这两个方法属于同一个实例:
线程1 能够获取到锁, 并执行方法。线程2会阻塞等待, 直到线程1 执行完毕, 释放锁, 线程2 获取到锁之后才能执行方法内容。
如果这两个方法属于不同实例:
两者能并发执行, 互不干扰。
4.9 进程和线程的区别
- 进程是包含线程的，每个进程至少有一个线程存在，即主线程。
- 进程和进程之间不共享内存空间，同一个进程的线程之间共享同一个内存空间。
- 进程是系统分配资源的最小单位，线程是系统调度的最小单位。
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