Day32 线程安全二

Day32 线程安全二

一、线程安全 – ArrayList

1、前言：ArrayList是线程不安全的集合

2、解决方案1：使用Vector – synchronized锁

3、解决方案2：使用Collections的synchronizedList方法将ArrayList转换为线程安全的集合 – synchronized锁

ArrayList<Object> list = new ArrayList<>();

List<Object> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);

4、解决方案3：使用CopyOnWriteArrayList – lock锁

CopyOnWriteArrayList<Object> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
	list.add("aaa");
	list.add("bbb");
	list.add("ccc");
	list.add("ddd");

5、总结：Vector和synchronizedList()底层使用synchronized（重量级锁），效率很低。项目中推荐使用CopyOnWriteArrayList

二、线程安全 – 死锁

1、概念：

死锁（Deadlock）是指两个或多个线程在互相等待对方释放资源的情况下，导致它们无法继续执行的现象。在死锁情况下，每个线程都在等待另一个线程释放资源，从而导致所有线程都无法继续执行，造成程序无法正常运行。

2、 死锁产生的四个必要条件 ：

1. 互斥条件：至少有一个资源必须处于非共享模式，即一次只能被一个线程使用。
2. 请求与保持条件：线程至少持有一个资源，并且在等待获取其他资源。
3. 不剥夺条件：线程已经获得的资源在未使用完之前不能被其他线程抢占。
4. 循环等待条件：存在一个循环等待序列，每个线程都在等待下一个线程所持有的资源。

3、 避免死锁的方法 ：

1. 避免使用多个锁：尽量减少同一时刻持有多个锁的情况，可以考虑使用更高级别的锁机制，如并发集合类。
2. 按顺序获取锁：确保线程获取锁的顺序是一致的，避免循环等待的情况。
3. 设置超时时间：在获取锁时设置超时时间，避免线程无限等待。
4. 死锁检测和恢复：定期检测死锁的发生，并采取相应的恢复措施。

注意：多个线程中的多个锁对象被互相占用

解决方案：尽可能的不要使用锁嵌套

三、线程安全 – 可重入锁

1、概念：

可重入锁（Reentrant Lock）是一种支持重复加锁的锁机制，允许同一个线程多次获取同一把锁，而不会导致死锁。可重入锁在多线程编程中非常有用，可以避免死锁情况，并提供更多灵活性和控制选项。

2、 可重入锁的特点 :

1. 重入性：同一个线程可以多次获取同一把锁，而不会被阻塞，确保了线程安全性。
2. 公平性：可重入锁可以设置为公平锁或非公平锁，公平锁会按照线程请求的顺序获取锁。
3. 可中断性：可重入锁支持可中断的获取锁操作，当线程在等待锁时可以响应中断。
4. 超时性：可重入锁支持尝试获取锁的操作，并可以设置超时时间，避免线程无限等待。
5. 条件变量：可重入锁支持条件变量，可以通过条件对象实现线程的等待和通知机制。

3、重要性：

在 Java 中，ReentrantLock 是可重入锁的一个常用实现类，提供了上述特性，并且比传统的 synchronized 关键字更加灵活和功能强大。使用可重入锁可以更精细地控制多线程之间的并发访问，避免死锁和提高程序的性能。

4、示例：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockExample {
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void doSomething() {
        lock.lock();
        try {
            // 临界区代码
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

代码理解： 在上述示例中，通过 ReentrantLock 实现了可重入锁，使用 lock() 和 unlock() 方法来控制临界区代码的访问。

5、理解：

可重入锁理解：

就是一个线程不用释放，可以重复的获取一个锁n次，只是在释放的时候，也需要相应的释放n次。

简单来说：

A线程在某上下文中获取了某锁，
当A线程想要再次获取该锁时，不会因为锁已经被自己占用，而需要先等到锁的释放。

注意：

synchronized同步代码块是可重入锁
synchronized同步方法是可重入锁
Lock锁是可重入锁