JAVA并发编程学习笔记------协作对象之间发生的死锁

一、如果在持有锁时调用某个外部方法，那么将出现活跃性问题。在这个外部方法中可能会获取其他锁（这可能会产生死锁），或者阻塞时间过长，导致其他线程无法及时获得当前被持有的锁。如下代码：

public class Taxi {
    private final Dispatcher dispatcher;
    private Point location, destination;

    public Taxi(Dispatcher dispatcher) {
        this.dispatcher = dispatcher;
    }

    public synchronized Point getLocation() {
        return location;
    }

    public synchronized void setLocation(Point location){
        this.location = location;
        if(location.equals(destination)){
            dispatcher.notifyAvaliable(this);
        }
    }
}

public class Dispatcher {
    private final Set<Taxi> taxis;
    private final Set<Taxi> avaliableTaxis;

    public Dispatcher() {
        taxis = new HashSet<Taxi>();
        avaliableTaxis = new HashSet<Taxi>();
    }

    public synchronized void notifyAvaliable(Taxi taxi) {
        avaliableTaxis.add(taxi);
    }

    public synchronized Image getImage() {
        Image image = new Image();
        for (Taxi t : taxis) {
            image.drawMarker(t.getLocation());
        }
        return image;
    }
}

　　尽管没有任何方法会显式的获取两个锁，但setLocation和getImage等方法的调用者都会获得两个锁。因为setLocation和notifyAvailable都是同步方法，因此调用setLocation的线程将首先获得Taxi的锁，然后获取Dispatcher的锁，同样调用getImage的线程将首先获取Dispatcher的锁，然后再获取每一个Taxi的锁，两个线程按照不同的顺序来获取两个锁，这时就有可能产生死锁。

　　解决方案是开放调用（如果在调用某个方法时不需要持有锁，那么这种调用被称为开放调用），使同步代码块仅被用于保护那些涉及共享状态的操作，修改代码如下：

public class Taxi {
    private final Dispatcher dispatcher;
    private Point location, destination;

    public Taxi(Dispatcher dispatcher) {
        this.dispatcher = dispatcher;
    }

    public synchronized Point getLocation() {
        return location;
    }

    public synchronized void setLocation(Point location) {
        boolean reachedLocation;
        synchronized (this) {
            this.location = location;
            reachedLocation = location.equals(destination);
        }
        if (reachedLocation) {
            dispatcher.notifyAvaliable(this);
        }
    }
}

public class Dispatcher {
    private final Set<Taxi> taxis;
    private final Set<Taxi> avaliableTaxis;

    public Dispatcher() {
        taxis = new HashSet<Taxi>();
        avaliableTaxis = new HashSet<Taxi>();
    }

    public synchronized void notifyAvaliable(Taxi taxi) {
        avaliableTaxis.add(taxi);
    }

    public Image getImage(){
        Set<Taxi> copy;
        synchronized (this){
            copy = new HashSet<Taxi>();
        }
        Image image = new Image();
        for(Taxi t: copy){
            image.drawMarker(t.getLocation());
        }
        return image;
    }
}

　　在程序中应尽量使用开放调用，与那些在持有锁时调用外部方法的程序相比，更易于对依赖于开放调用的程序进行死锁分析。

二、除死锁外，还有几种活跃性危险，简单了解下：

（1）饥饿：当线程由于无法访问它所需要的资源而不能继续执行时，就发生了“饥饿”。
　　　　　　引发饥饿的最常见资源就是CPU始终周期。
（2）活锁：线程将不断重复执行某个消息，而且总会失败。
　　　　　　活锁通常发生在处理事务消息的应用程序中：如果不能成功的处理某个消息，那么消息处理机制将回滚整个事务，并将它重新放到队列的开头。
　　　　　　当多个相互协作的线程都对彼此进行响应从而修改各自的状态，并使得任何一个线程否无法继续执行时，就发生了活锁。
　　　　　　解决活锁的方案是在重试机制中引入随机性。

三、减少锁的竞争：

1、有两个因素会影响在锁上发生竞争的可能性：锁的请求频率，以及每次持有该锁的时间。

2、有三种方式可以降低锁的竞争程度：
　　1）减少锁的持有时间：实际情况中，仅当可以将一些“大量”的计算或阻塞操作从同步代码块中移出时，才应该考虑同步代码块的大小。
　　2）降低锁的请求频率；
　　3）使用带有协调机制的独占锁，这些机制允许更高的并发性。