Java 中怎么防止在线程阻塞与唤醒时死锁

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Java并发编程：多线程如何实现阻塞与唤醒  说到suspend与resume组合有死锁倾向,一不小心将导致很多问题，甚至导致整个系统崩溃。接着看另外一种解决方案，我们可以使用以对象为目标的阻塞，即利用Object类的wait()和notify()方法实现线程阻塞。当线程到达监控对象时，通过wait方法会使线程进入到等待队列中。而当其它线程调用notify时则可以使线程重新回到执行队列中，得以继续执行

 思维不同

针对对象的阻塞编程思维需要我们稍微转变下思维，它与面向线程阻塞思维有较大差异。如前面的suspend与resume只需在线程内直接调用就能完成挂起恢复操作，这个很好理解。而如果改用wait与notify形式则是通过一个object作为信号，可以将其看成是一堵门。object的wait()方法是锁门的动作，notify()是开门的动作。某一线程一旦关上门后其他线程都将阻塞，直到别的线程打开门。

如图所示，一个对象object调用wait()方法则像是堵了一扇门。线程一、线程二都将阻塞，然后线程三调用object的notify()方法打开门，准确地说是调用了notifyAll()方法，notify()仅仅能让线程一或线程二其中一条线程通过）。最终线程一、线程二得以通过。

 死锁问题解决了吗？

使用wait与notify能在一定程度上避免死锁问题，但并不能完全避免，它要求我们必须在编程过程中避免死锁。在使用过程中需要注意的几点是：

• 首先，wait与notify方法是针对对象的，调用任意对象的wait()方法都将导致线程阻塞，阻塞的同时也将释放该对象的锁。相应地，调用任意对象的notify()方法则将随机解除该对象阻塞的线程，但它需要重新获取改对象的锁，直到获取成功才能往下执行。

• 其次，wait与notify方法必须在synchronized块或方法中被调用，并且要保证同步块或方法的锁对象与调用wait与notify方法的对象是同一个。如此一来在调用wait之前当前线程就已经成功获取某对象的锁，执行wait阻塞后当前线程就将之前获取的对象锁释放。当然假如你不按照上面规定约束编写，程序一样能通过编译，但运行时将抛出IllegalMonitorStateException异常，必须在编写时保证用法正确。

• 最后，notify是随机唤醒一条阻塞中的线程并让之获取对象锁，进而往下执行，而notifyAll则是唤醒阻塞中的所有线程，让他们去竞争该对象锁，获取到锁的那条线程才能往下执行。

 改进例子

我们通过wait与notify改造前面的例子，代码如下。改造的思想就是在MyThread中添加一个标识变量，一旦变量改变就相应地调用wait和notify阻塞唤醒线程。由于在执行wait后将释放synchronized(this)锁住的对象锁，此时System.out.println("running….");早已执行完毕，System类out对象不存在死锁问题。

 Park与UnPark

wait与notify组合的方式看起来是个不错的解决方式，但其面向的主体是对象object，阻塞的是当前线程，而唤醒的是随机的某个线程或所有线程，偏重于线程之间的通信交互。假如换个角度，面向的主体是线程的话，我就能轻而易举地对指定的线程进行阻塞唤醒，这个时候就需要LockSupport，它提供的park与unpark方法分别用于阻塞和唤醒.而且它提供避免死锁和竞态条件，很好地代替suspend和resume组合。

用park与unpark改造上述例子，代码如下。把主体换成线程进行的阻塞看起来貌似比较顺眼，而且由于park与unpark方法控制的颗粒度更加细小，能准确决定线程在某个点停止，进而避免死锁的产生。例如此例中在执行System.out.println前线程就被阻塞了，于是不存在因竞争System类out对象而产生死锁，即便在执行System.out.println后线程才阻塞也不存在死锁问题，因为锁已释放。

 LockSupport 优势

LockSupport类为线程阻塞唤醒提供了基础，同时，在竞争条件问题上具有wait和notify无可比拟的优势。使用wait和notify组合时，某一线程在被另一线程notify之前必须要保证此线程已经执行到wait等待点，错过notify则可能永远都在等待，另外notify也不能保证唤醒指定的某线程。反观LockSupport，由于park与unpark引入了许可机制，许可逻辑为：  

• park将许可在等于0的时候阻塞，等于1的时候返回并将许可减为0。 

• unpark尝试唤醒线程，许可加1。

根据这两个逻辑，对于同一条线程，park与unpark先后操作的顺序似乎并不影响程序正确地执行。假如先执行unpark操作，许可则为1，之后再执行park操作，此时因为许可等于1直接返回往下执行，并不执行阻塞操作。 最后，LockSupport的park与unpark组合真正解耦了线程之间的同步，不再需要另外的对象变量存储状态，并且也不需要考虑同步锁，wait与notify要保证必须有锁才能执行，而且执行notify操作释放锁后还要将当前线程扔进该对象锁的等待队列，LockSupport则完全不用考虑对象、锁、等待队列等问题。

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