Java -- 浅谈“同步锁”和“死锁”
一、实现多线程的三种方式
博主在这啰嗦一下，网上也能搜索到，很多人可能知道多线程是什么，怎么开启一个多线程，但是如果要问你实现多线程的方式有哪几种，可能你会顿一下，要想准确地回答出这个问题，还真不是靠死记硬背就能记住的，我在这再重申一下，博文中也会提到前两种的实现方式，至于第三种，本篇不会涉及到，感兴趣的可以自己下来尝试一下;
（1） 继承Thread类
（2） 实现Runnable接口
思考下，上述两种实现方式我们应该优先使用哪个呢？（从继承和实现的层面上考虑）
（3）使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程
此处略................ ..................
二、Synchronize 是什么 ？
通俗易懂的解释：
Java语言的关键字，当它用来修饰一个方法或者一个代码块的时候，能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码
摘自知乎
三、Synchronize的作用
根据上述言简意赅的解释，我们已经知道了这“家伙的”用途了，说抽象点，就是给修饰的对象（可以是方法、对象、或者是段代码段）加了一把"锁"，什么是锁，我打个比方吧：假如你要上厕所，厕所只有一间，一间只有一个坑，上厕所的人可不只有你一个，怎么办，难道大家都拥挤进来，共享这一个坑吗？ 当然不是，我们最惬意的方式就是一个人独享厕所，为了做到独享，我们需要排队（先获得锁的人有优先蹲坑权），为了不让其他人在自己蹲坑的时候闯进来，我们需要在上厕所的时候给门上把锁，把其他人"锁"在外面，防止自己在蹲坑的时候有人不遵守规矩"硬"闯进来；这样一来的话，只有等我们上完出来，把锁打开（释放锁）后，下一个人才能进来，独享他自己的蹲坑时间；
当然，程序中锁的释放不是由我们自己写代码手动控制的（区别于Lock接口中的unlock方法），而是由JVM说的算的，如果同步块中的代码异常的话，JVM会主动释放当前线程获得的锁，如果线程顺利执行完毕后，JVM也会主动释放锁，反之，如果线程持有对象的锁却始终处于dosomething状态时，那么其他想要获得该对象锁的线程则会一直处于wait状态，即阻塞在那；
就好比，你一个人占用厕所一直不出来，结果就是，后面的人都进不来，于是乎，一个小时，两个小时过去了，当排队的人都等不及的时候，他们可能会踹门而入，也有可能会报警；当然程序中，如果线程阻塞在那的话，我们除了祈求他只是处理慢了点外只能等了，要是后面的线程处理的任务很重要的话，那这个等就要命了，怎么办，只能kill掉整个进程了，接下来就是排查代码到底是哪个环节出错了；这就是synchronize的弊端，如果线程拿到锁不作为一直阻塞在那的话，其他线程只能等待了，等到地老天荒、海枯石烂，我去，我要是排在后面那个wait他的线程，说什么我都要知道是谁TM给我堵那了！我要Kill他！
当然，还有一种锁叫ReentrantLock，区别于synchronize，这个锁是一个类，实现了Lock接口，我们看下Lock接口中有哪些方法：
这个锁就很厉害了，我们完全可以做到自主控制锁；比如每次养成好的习惯在finally块中写unlock()；比如线程执行时，先tryLock()，看看锁有没有被占用，如果占用的话，线程也不能闲着，可以去干其他事情，而且还提供了带参数的tryLock(Long,TimeUnit)，可以在多少时间内拿不到锁的话去执行其他事情；再比如调用lockInterruptibly()可以中断阻塞的线程而不必让线程一直在那等等等，等到海枯石烂....本篇不对这个锁做详细的案列分析，后面有时间再单开博文说明吧；
四、知识扩充（start() 和 run() 的区别）
/**
* 一定要区别于start()和run()方法
* （1）run()为Runnable接口中的方法
* （2）Thread线程类实现了Runnable接口
* （3）Thread线程类中包含了一个Runnable的实例target，run()方法真正是由target实现的【target.run()】
* （4）start()方法为Thread类中的方法，其加了synchronized关键字，防止一个同步操作被多次启动
* （5）start()方法内部实现机制调用的是本地库方法(native)
* （6）start是开启一个线程，可以达到多线程执行的效果，start后并不会立马执行线程，而是
* 交给cpu来调度
* （7）run只是一个普通的方法，执行它，程序依然只有一个主线程
* 且run方法中的代码块执行完后，才能执行下面的代码，没有真正达到多线程执行的效果
*/
我们基于上面的注释说明，来看一段demo：
package com.appleyk.dbinit.MyLock;
/**
* start()和run()的区别
*
* @author appleyk
* @version V.1.0.1
* @blob https://blog.csdn.net/appleyk
* @date created on 下午 6:04 2019-7-1
*/
public class DeadLock0 {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -- 我执行了！");
}
});
long start = System.currentTimeMillis();
thread.start(); // 异步的，开启一个线程后，并不会立马执行线程，而是扔给cpu进行调度，因此下面的内容继续执行，不受影响
System.out.println("耗时："+( System.currentTimeMillis()-start));
start = System.currentTimeMillis();
thread.run(); // 同步的，必须执行完run方法块中的代码才能继续执行下面的内容（阻塞）
System.out.println("耗时："+( System.currentTimeMillis()-start));
}
}
直接来看输出结果：
五、什么是死锁
（1）产生死锁的四个必要条件
A、互斥使用（资源独占）
一个资源每次只能给一个线程使用
说明：对象锁只有一把，同一时间，只能有一个线程持有，其他线程需等待
B、不可强占（不可剥夺）
资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源，资源只能由占有者自愿释放
说明：当线程A先拿到对象锁时，线程B除了等待线程A主动释放该对象锁时，什么都干不了（想都别想）
C、请求和保持
一个线程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有
说明：线程A原本持有对象M的锁，但又想要申请获取对象N的锁，这时候，如果获得对象N的锁遇到阻塞时，就会导致线程A
原本持有的对象M的锁无法得到释放，这就导致其他想要获取对象M锁的线程陷入无限的等待中
D、循环等待
存在一个线程等待队列 {T1 , T2 , … , Tn},，其中T1等待T2释放占有的资源，T2等待T3释放占有的资源，…，Tn等待T1释放 占有的资源，形成一个线程等待环路
说明：A说B写的模块代码有问题，B说C写的模块代码有问题，C又反过来说是A写的不对，卧槽，这..... egg疼！
（2）如何避免死锁
上述产生死锁的四个必要条件只要有一个不成立，就可以推翻或者排除出现死锁的可能，因此，我们在使用多线程开发程序之前，一定要好好设计和斟酌一下，防止写出来的程序在线程调度上出岔子，造成死锁就麻烦了，慎重！
（3）小结
什么是死锁：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 （摘自知乎）
六、手写"死锁"
前言：知道了死锁是什么后，接下来我们就针对死锁的特性，手写一段代码，模拟一下两个线程互相抢夺资源无果造成无限等待的场景；
（1） 代码1 -- 继承Thread类
package com.appleyk.dbinit.MyLock;
/**
* 手写死锁 -- 方式1
*
* @author appleyk
* @version V.1.0.1
* @blob https://blog.csdn.net/appleyk
* @date created on 上午 8:14 2019-7-1
*/
public class DeadLock1 {
public static void main(String[] args) {
final Object obj1 = new Object();
final Object obj2 = new Object();
MyThread1 thread1 = new MyThread1(obj1, obj2);
MyThread2 thread2 = new MyThread2(obj1, obj2);
// 开启多线程，模拟死锁
thread1.start();
thread2.start();
}
}
class MyThread1 extends Thread{
private final Object obj1 ;
private final Object obj2 ;
public MyThread1(Object obj1 , Object obj2) {
this.obj1 = obj1 ;
this.obj2 = obj2;
}
@Override
public void run() {
// 线程1获得obj1对象的锁（其他线程等待arr1对象锁释放）
synchronized(obj1){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--已获得对象obj1的锁，准备获得对象obj2的锁");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
/**
* 1、线程1获得obj2对象的锁（其他线程等待obj2对象锁释放）
* 2、如果其他线程在线程1之前先拿到obj2对象锁的话，线程1需等待
*/
synchronized(obj2){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--获得对象obj2的锁");
}
}
}
}
class MyThread2 extends Thread {
private final Object obj1;
private final Object obj2;
public MyThread2(Object obj1, Object obj2) {
this.obj1 = obj1;
this.obj2 = obj2;
}
@Override
public void run() {
/**
* 1、线程2获得obj2对象的锁（其他线程等待obj2对象锁释放）
* 2、如果其他线程在线程2之前先拿到obj2对象锁的话，线程2需等待
*/
synchronized (obj2) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--已获得对象obj2的锁，准备获得对象obj1的锁");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
/**
* 线程2获得obj1对象的锁（其他线程等待obj1对象锁释放）
*/
synchronized (obj1) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--获得对象obj1的锁");
}
}
}
}
执行效果：
补充：这两个哥们也是挺逗的，我等你，你等我，谁都不肯把自己手里处理完的对象锁释放了给对方用，索性，咱俩就一直干等着呗，等到海枯石烂..... 等等，这代码可是我写的啊，为什么会这样呢？
（2） 代码2 -- 继承Thread类，通过Int标识控制获取对象锁的顺序
package com.appleyk.dbinit.MyLock;
/**
* 手写死锁 -- 方式2
*
* @author appleyk
* @version V.1.0.1
* @blob https://blog.csdn.net/appleyk
* @date created on 下午 5:18 2019-7-1
*/
public class DeadLock2 {
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new MyThread( 1 );
Thread thread2 = new MyThread( 0 );
thread1.start();
thread2.start();
}
}
class MyThread extends Thread{
private static final Object obj1 = new Object() ;
private static final Object obj2 = new Object();
private Integer flag = 1;
MyThread( Integer flag){
this.flag = flag;
}
@Override
public void run() {
if(1 == flag){
synchronized (obj1){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--已获得对象obj1的锁，准备获得对象obj2的锁");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (obj2){
// dosomething
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-- 获得了对象obj2的锁");
}
}
}else {
synchronized (obj2){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--已获得对象obj2的锁，准备获得对象obj1的锁");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (obj1){
// dosomething
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-- 获得了对象obj1的锁");
}
}
}
}
}
效果（和第一种方式一样，这不废话吗）：
（3） 代码3 -- 实现Runnable接口
package com.appleyk.dbinit.MyLock;
/**
* 手写死锁 -- 方式3
*
* @author appleyk
* @version V.1.0.1
* @blob https://blog.csdn.net/appleyk
* @date created on 下午 4:30 2019-7-1
*/
public class DeadLock3 {
static final Object obj1 = new Object();
static final Object obj2 = new Object();
public static void main(String[] args) {
deadLock();
}
private static void deadLock(){
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized(obj1){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--已获得对象obj1的锁，准备获得对象obj2的锁");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (obj2){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--获得对象obj2的锁");
}
}
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized(obj2){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--已获得对象obj2的锁，准备获得对象obj1的锁");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (obj1){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-获得对象obj1的锁");
}
}
}
}).start();
}
}
效果同上（还是贴图吧，省得有些人有强迫症，说我没测试过就贴代码）：
七、如何知道你的程序出现了"死锁"
A、使用Java安装路径下的../bin/jconsole.exe
（1）连接主进程
（2）查看&检测
B、利用jstack命令
（1）JPS查看当前运行着的Java进程
（2）jstack检测指定pid是否发生死锁
上图中，我们可以很明显的看出，Thread-1在等待获得对象<0x00...76b27dc78>的lock，但是对象<0x00...76b27dc78>的锁却被Thread-2所持有（被locked了），因为此情况满足产生死锁的条件，所以，我们最后可以看到检测的结果：Found 1 deadlock.
八、写在最后
关于并发，必然要提到锁，关于锁，还是有很多要讲的，本篇只是浅显的介绍了同步锁和死锁，关于锁的设计思想和类型，还有很多很多要说道的地方，由于博主也是在不断的充电中，所以后续的内容博主会慢慢补充，比如什么是CAS啊，什么是AQS啊....等等等