Параллелизм Java - тупик

Тупик описывает ситуацию, когда два или более потока заблокированы навсегда, ожидая друг друга. Взаимоблокировка возникает, когда нескольким потокам нужны одинаковые блокировки, но они получают их в разном порядке. Многопоточная программа Java может оказаться в состоянии взаимоблокировки, посколькуsynchronizedключевое слово заставляет выполняющийся поток блокироваться в ожидании блокировки или монитора, связанного с указанным объектом. Вот пример.

пример

public class TestThread {
   public static Object Lock1 = new Object();
   public static Object Lock2 = new Object();
   
   public static void main(String args[]) {
      ThreadDemo1 T1 = new ThreadDemo1();
      ThreadDemo2 T2 = new ThreadDemo2();
      T1.start();
      T2.start();
   }
   
   private static class ThreadDemo1 extends Thread {
   
      public void run() {
      
         synchronized (Lock1) {
            System.out.println("Thread 1: Holding lock 1...");

            try {
               Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {}
            System.out.println("Thread 1: Waiting for lock 2...");

            synchronized (Lock2) {
               System.out.println("Thread 1: Holding lock 1 & 2...");
            }
         }
      }
   }

   private static class ThreadDemo2 extends Thread {
   
      public void run() {
      
         synchronized (Lock2) {
            System.out.println("Thread 2: Holding lock 2...");
            
            try {
               Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {}
            System.out.println("Thread 2: Waiting for lock 1...");
            
            synchronized (Lock1) {
               System.out.println("Thread 2: Holding lock 1 & 2...");
            }
         }
      }
   } 
}

Когда вы компилируете и выполняете указанную выше программу, вы обнаруживаете тупиковую ситуацию, и следующий результат, производимый программой:

Вывод

Thread 1: Holding lock 1...
Thread 2: Holding lock 2...
Thread 1: Waiting for lock 2...
Thread 2: Waiting for lock 1...

Вышеупомянутая программа будет зависать навсегда, потому что ни один из потоков не находится в позиции для продолжения и ждет друг друга, чтобы снять блокировку, поэтому вы можете выйти из программы, нажав CTRL + C.

Пример решения тупиковой ситуации

Давайте изменим порядок блокировки и выполним одну и ту же программу, чтобы увидеть, ждут ли оба потока по-прежнему друг друга -

пример

public class TestThread {
   public static Object Lock1 = new Object();
   public static Object Lock2 = new Object();
   
   public static void main(String args[]) {
      ThreadDemo1 T1 = new ThreadDemo1();
      ThreadDemo2 T2 = new ThreadDemo2();
      T1.start();
      T2.start();
   }
   
   private static class ThreadDemo1 extends Thread {
   
      public void run() {
         
         synchronized (Lock1) {
            System.out.println("Thread 1: Holding lock 1...");
            
            try {
               Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {}
            System.out.println("Thread 1: Waiting for lock 2...");

            synchronized (Lock2) {
               System.out.println("Thread 1: Holding lock 1 & 2...");
            }
         }
      }
   }

   private static class ThreadDemo2 extends Thread {
      
      public void run() {
         
         synchronized (Lock1) {
            System.out.println("Thread 2: Holding lock 1...");
           
            try {
               Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {}
            System.out.println("Thread 2: Waiting for lock 2...");

            synchronized (Lock2) {
               System.out.println("Thread 2: Holding lock 1 & 2...");
            }
         }
      }
   } 
}

Таким образом, простое изменение порядка блокировок предотвращает попадание программы в тупиковую ситуацию и завершается со следующим результатом:

Вывод

Thread 1: Holding lock 1...
Thread 1: Waiting for lock 2...
Thread 1: Holding lock 1 & 2...
Thread 2: Holding lock 1...
Thread 2: Waiting for lock 2...
Thread 2: Holding lock 1 & 2...

Приведенный выше пример просто проясняет концепцию, однако это сложная концепция, и вы должны глубоко погрузиться в нее, прежде чем разрабатывать свои приложения для работы с ситуациями тупика.