Java中并发编程如何避免资源竞争与死锁？-程序员宅基地

技术标签： 算法  java  数据库  

在Java的并发编程中，资源竞争和死锁是两个常见的问题，它们可能导致程序性能下降、响应延迟甚至程序崩溃。因此，掌握如何避免这些问题对于编写高效、稳定的并发程序至关重要。本文将详细讨论Java中并发编程时如何避免资源竞争和死锁。

一、资源竞争

资源竞争是指多个线程同时访问同一资源时，由于线程的执行顺序和访问时间的不确定性，可能导致数据不一致或其他不可预期的行为。为了避免资源竞争，我们可以采取以下几种策略：

  1. 同步控制

使用synchronized关键字或ReentrantLock等锁机制，确保同一时间只有一个线程能够访问共享资源。通过同步控制，我们可以保证资源的互斥访问，从而避免资源竞争。



java复制代码







public class Counter { 





private int count = 0; 





private final Object lock = new Object(); 











public void increment() { 





synchronized (lock) { 





count++; 





} 





} 











public int getCount() { 





return count; 





} 





}






在上面的例子中，我们使用了一个对象锁lock来同步increment方法，确保每次只有一个线程能够修改count的值。


    

  1. 使用线程安全的集合
    2. 



Java并发包java.util.concurrent提供了许多线程安全的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。这些集合类内部实现了必要的同步机制，因此在使用时无需额外添加锁。




java复制代码







import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; 











public class ThreadSafeMap { 





private final ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(); 











public void put(String key, Integer value) { 





map.put(key, value); 





} 











public Integer get(String key) { 





return map.get(key); 





} 





}






    

  1. 减少共享状态
    2. 



尽量减少线程间的共享状态，可以降低资源竞争的可能性。可以通过将状态封装在对象中，并通过传递对象而不是直接操作共享状态来实现。


    

  1. 使用原子变量
    2. 



Java的java.util.concurrent.atomic包提供了一组原子变量类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些原子变量类提供了原子操作，可以在多线程环境下安全地更新变量值，无需额外的同步控制。




java复制代码







import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; 











public class AtomicCounter { 





private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); 











public void increment() { 





count.incrementAndGet(); 





} 











public int getCount() { 





return count.get(); 





} 





}






二、死锁


死锁是指两个或更多个线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法向前推进。为了避免死锁，我们可以采取以下策略：


    

  1. 避免嵌套锁
    2. 



尽量避免在一个线程中嵌套使用多个锁，因为这可能导致锁的顺序不一致，从而增加死锁的风险。如果必须使用多个锁，应确保所有线程以相同的顺序获取锁。


    

  1. 设置锁超时
    2. 



使用tryLock方法尝试获取锁，并设置一个超时时间。如果超时时间内未能获取到锁，则放弃获取并执行其他任务。这样可以避免线程无限期地等待锁，从而减少死锁的可能性。




java复制代码







ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); 





if (lock.tryLock(10, TimeUnit.SECONDS)) { 





try { 





// 临界区代码 





} finally { 





lock.unlock(); 





} 





} else { 





// 获取锁超时，执行其他任务 





}






    

  1. 检测死锁
    2. 



使用工具或编程手段检测死锁。例如，Java的jstack命令可以打印出线程的堆栈跟踪信息，有助于分析死锁的原因。此外，还可以编写代码来检测死锁，例如通过检测循环等待条件来判断是否发生死锁。


    

  1. 使用锁顺序
    2. 



如果多个线程需要同时访问多个资源，应确保它们总是以相同的顺序请求锁。这样可以确保不会出现循环等待的情况，从而避免死锁。


    

  1. 使用高级并发工具
    2. 



Java并发包提供了许多高级并发工具，如Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier等。这些工具内部实现了复杂的同步机制，可以简化并发编程的难度，并降低死锁的风险。


三、总结


避免资源竞争和死锁是Java并发编程中的重要任务。通过合理的同步控制、使用线程安全的集合、减少共享状态、使用原子变量以及采取避免嵌套锁、设置锁超时、检测死锁、使用锁顺序和使用高级并发工具等策略，我们可以有效地降低资源竞争和死锁的风险。


然而，需要注意的是，并发编程是一个复杂且容易出错的领域。在编写并发程序时，除了遵循上述策略外，还应遵循一些基本原则，如保持代码简单清晰、避免过度同步、优先使用Java并发包提供的工具等。


此外，对于复杂的并发场景，可以考虑使用专业的并发测试工具和技术来检测潜在的问题。例如，可以使用Java的内存模型检查器（JMM）来检测数据竞争，使用死锁检测工具来检测潜在的死锁情况。


最后，需要强调的是，并发编程并非一蹴而就的过程。在实际开发中，我们需要不断学习和实践，积累经验，以逐步提高自己的并发编程能力。


综上所述，避免资源竞争和死锁是Java并发编程中的重要任务。通过合理的策略、原则和实践，我们可以编写出高效、稳定的并发程序，从而满足现代应用对性能和响应速度的需求。在未来的开发中，随着技术的不断进步和应用的复杂化，我们还需要不断关注和研究新的并发编程技术和工具，以应对新的挑战和需求。



 来自：www.jinjianzi.cn



 来自：www.jjmsg.cn 









   
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。



本文链接：https://blog.csdn.net/Emmanueloldsmith/article/details/137970909

















智能推荐











while循环&CPU占用率高问题深入分析与解决方案_main函数使用while(1)循环cpu占用99-程序员宅基地







文章浏览阅读3.8k次，点赞9次，收藏28次。直接上一个工作中碰到的问题，另外一个系统开启多线程调用我这边的接口，然后我这边会开启多线程批量查询第三方接口并且返回给调用方。使用的是两三年前别人遗留下来的方法，放到线上后发现确实是可以正常取到结果，但是一旦调用，CPU占用就直接100%(部署环境是win server服务器)。因此查看了下相关的老代码并使用JProfiler查看发现是在某个while循环的时候有问题。具体项目代码就不贴了，类似于下面这段代码。​​​​​​while(flag) {//your code;}这里的flag._main函数使用while(1)循环cpu占用99















【无标题】jetbrains idea shift f6不生效_idea shift +f6快捷键不生效-程序员宅基地







文章浏览阅读347次。idea shift f6 快捷键无效_idea shift +f6快捷键不生效















node.js学习笔记之Node中的核心模块_node模块中有很多核心模块,以下不属于核心模块,使用时需下载的是-程序员宅基地







文章浏览阅读135次。Ecmacript 中没有DOM 和 BOM核心模块Node为JavaScript提供了很多服务器级别，这些API绝大多数都被包装到了一个具名和核心模块中了，例如文件操作的 fs 核心模块 ，http服务构建的http 模块 path 路径操作模块 os 操作系统信息模块// 用来获取机器信息的var os = require('os')// 用来操作路径的var path = require('path')// 获取当前机器的 CPU 信息console.log(os.cpus._node模块中有很多核心模块,以下不属于核心模块,使用时需下载的是















数学建模【SPSS 下载-安装、方差分析与回归分析的SPSS实现(软件概述、方差分析、回归分析)】_化工数学模型数据回归软件-程序员宅基地







文章浏览阅读10w+次，点赞435次，收藏3.4k次。SPSS 22 下载安装过程7.6 方差分析与回归分析的SPSS实现7.6.1 SPSS软件概述1 SPSS版本与安装2 SPSS界面3 SPSS特点4 SPSS数据7.6.2 SPSS与方差分析1 单因素方差分析2 双因素方差分析7.6.3 SPSS与回归分析SPSS回归分析过程牙膏价格问题的回归分析_化工数学模型数据回归软件















利用hutool实现邮件发送功能_hutool发送邮件-程序员宅基地







文章浏览阅读7.5k次。如何利用hutool工具包实现邮件发送功能呢？1、首先引入hutool依赖<dependency> <groupId>cn.hutool</groupId> <artifactId>hutool-all</artifactId> <version>5.7.19</version></dependency>2、编写邮件发送工具类package com.pc.c..._hutool发送邮件















docker安装elasticsearch，elasticsearch-head，kibana，ik分词器_docker安装kibana连接elasticsearch并且elasticsearch有密码-程序员宅基地







文章浏览阅读867次，点赞2次，收藏2次。docker安装elasticsearch，elasticsearch-head，kibana，ik分词器安装方式基本有两种，一种是pull的方式，一种是Dockerfile的方式，由于pull的方式pull下来后还需配置许多东西且不便于复用，个人比较喜欢使用Dockerfile的方式所有docker支持的镜像基本都在https://hub.docker.com/docker的官网上能找到合..._docker安装kibana连接elasticsearch并且elasticsearch有密码












随便推点











Python 攻克移动开发失败！_beeware-程序员宅基地







文章浏览阅读1.3w次，点赞57次，收藏92次。整理 | 郑丽媛出品 | CSDN（ID：CSDNnews）近年来，随着机器学习的兴起，有一门编程语言逐渐变得火热——Python。得益于其针对机器学习提供了大量开源框架和第三方模块，内置..._beeware















Swift4.0_Timer 的基本使用_swift timer 暂停-程序员宅基地







文章浏览阅读7.9k次。//// ViewController.swift// Day_10_Timer//// Created by dongqiangfei on 2018/10/15.// Copyright 2018年 飞飞. All rights reserved.//import UIKitclass ViewController: UIViewController { ..._swift timer 暂停















元素三大等待-程序员宅基地







文章浏览阅读986次，点赞2次，收藏2次。1.硬性等待让当前线程暂停执行，应用场景：代码执行速度太快了，但是UI元素没有立马加载出来，造成两者不同步，这时候就可以让代码等待一下，再去执行找元素的动作线程休眠，强制等待 Thread.sleep(long mills)package com.example.demo;import org.junit.jupiter.api.Test;import org.openqa.selenium.By;import org.openqa.selenium.firefox.Firefox.._元素三大等待















Java软件工程师职位分析_java岗位分析-程序员宅基地







文章浏览阅读3k次，点赞4次，收藏14次。Java软件工程师职位分析_java岗位分析















Java：Unreachable code的解决方法_java unreachable code-程序员宅基地







文章浏览阅读2k次。Java：Unreachable code的解决方法_java unreachable code















标签data-*自定义属性值和根据data属性值查找对应标签_如何根据data-*属性获取对应的标签对象-程序员宅基地







文章浏览阅读1w次。1、html中设置标签data-*的值 标题 11111 222222、点击获取当前标签的data-url的值$('dd').on('click', function() { var urlVal = $(this).data('ur_如何根据data-*属性获取对应的标签对象





















推荐文章


















热门文章


















相关标签