活锁、饥饿、死锁的七大姑八大姨

2024-02-22 22:48:49

【Java线程】真的是，活锁、饥饿竟然不知道？来来来，我们一起扒开线程安全的底裤

在并发编程中，线程安全是一个绕不开的话题，而活锁、饥饿和死锁则是线程安全中最常见的三大问题。

线程安全是指多个线程同时访问共享资源时，不会出现数据错乱的情况。举个例子，假设有一个银行账户，多个线程同时向这个账户转账，如果账户的余额不是线程安全的，那么就有可能出现账户余额被多扣或少扣的情况。

为了保证线程安全，可以使用同步机制。同步机制可以分为两种，一种是悲观锁，一种是乐观锁。悲观锁假设数据总会被多个线程同时访问，因此在访问数据之前，必须先获得锁。而乐观锁假设数据不会被多个线程同时访问，因此在访问数据之前，不需要获得锁。

死锁是指两个或多个线程相互等待对方释放资源，导致所有线程都无法继续执行的情况。举个例子，假设有两个线程A和B，线程A持有资源R1，线程B持有资源R2。如果线程A想获得资源R2，而线程B想获得资源R1，那么这两个线程就会陷入死锁。

为了避免死锁，可以使用以下两种方法：

避免死锁 ：避免死锁的最好办法是避免出现环形等待的情况。例如，在上面的例子中，如果线程A在获得资源R1之后，再获得资源R2，而线程B在获得资源R2之后，再获得资源R1，那么就不会出现死锁。
检测和解除死锁 ：如果不小心出现了死锁，那么可以使用检测和解除死锁的算法来解决死锁。检测死锁的算法有很多种，最常用的算法是银行家算法。银行家算法可以检测出死锁的发生，并通过释放资源来解除死锁。

活锁是指两个或多个线程相互竞争资源，导致所有线程都无法获得资源而陷入无限循环的情况。举个例子，假设有两个线程A和B，线程A和线程B都想获得资源R1。如果线程A先获得资源R1，然后线程B又获得资源R1，那么线程A就会被阻塞，而线程B也会被阻塞。这两个线程就会陷入活锁。

为了避免活锁，可以使用以下两种方法：

避免活锁 ：避免活锁的最好办法是避免出现循环等待的情况。例如，在上面的例子中，如果线程A在获得资源R1之后，立即释放资源R1，那么线程B就可以获得资源R1，就不会出现活锁。
检测和解除活锁 ：如果不小心出现了活锁，那么可以使用检测和解除活锁的算法来解决活锁。检测活锁的算法有很多种，最常用的算法是wait-die算法。wait-die算法可以检测出活锁的发生，并通过让一个线程等待另一个线程来解除活锁。

饥饿是指某个线程长期无法获得资源，而其他线程却可以一直获得资源的情况。举个例子，假设有两个线程A和B，线程A的优先级很高，而线程B的优先级很低。如果这两个线程同时竞争资源R1，那么线程A总是会先获得资源R1，而线程B总是会无法获得资源R1。这就是饥饿。

为了避免饥饿，可以使用以下两种方法：

避免饥饿 ：避免饥饿的最好办法是确保每个线程都有机会获得资源。例如，可以在线程调度器中使用轮询算法来调度线程，这样可以保证每个线程都有机会获得资源。
检测和解除饥饿 ：如果不小心出现了饥饿，那么可以使用检测和解除饥饿的算法来解决饥饿。检测饥饿的算法有很多种，最常用的算法是老化算法。老化算法可以检测出饥饿的发生，并通过提高饥饿线程的优先级来解决饥饿。