Java 関数の同時実行性とマルチスレッドによるデッドロックを回避するにはどうすればよいですか?

マルチスレッド環境におけるデッドロックの問題は、固定のロック順序を定義し、順番にロックを取得することで防止できます。指定した時間内にロックを取得できない場合に待機を諦めるタイムアウト機構を設定します。デッドロック検出アルゴリズムを使用してスレッドのデッドロック状態を検出し、回復措置を講じます。実際の場合、リソース管理システムはすべてのリソースに対してグローバルなロック順序を定義し、デッドロックを回避するためにスレッドに必要なロックを強制的に取得させます。

#Java 関数の同時実行性とマルチスレッドのデッドロックの防止

同時性とデッドロック #マルチスレッド環境では、2 つ以上のスレッドが他のスレッドが同時にロックを解放するのを待機すると、デッドロックが発生します。例:

public class DeadlockExample {
    private final Object lock1 = new Object();
    private final Object lock2 = new Object();

    public void method1() {
        synchronized (lock1) {
            // 获取 lock1
            synchronized (lock2) {
                // 获取 lock2
            }
        }
    }

    public void method2() {
        synchronized (lock2) {
            // 获取 lock2
            synchronized (lock1) {
                // 获取 lock1
            }
        }
    }
}

この場合、スレッド 1 はスレッド 2 が

lock2

を解放するまで待機し、スレッド 2 はスレッド 1 が lock1 を解放するまで待機します。その結果、膠着状態にある。

デッドロックの防止

デッドロックを回避するには、次の措置を講じることができます:

ロック シーケンス:
• is すべてのオブジェクトは固定のロック順序を定義し、常にその順序でロックを取得します。
タイムアウトメカニズム:
• ロック取得操作にタイムアウトを設定します。指定された時間内にロックを取得できない場合は、待機を中止します。
デッドロックの検出と回復:
• スレッドがデッドロック状態にあるかどうかを定期的にチェックし、適切な回復措置を講じるなど、デッドロック検出アルゴリズムを使用します。

実際のケース: リソース管理

複数のスレッドが共有リソースに同時にアクセスするリソース管理システムを考えてみましょう。デッドロックを防ぐために、次の戦略を実装できます。

リソース名による並べ替えなど、すべてのリソースのグローバル ロック順序を定義します。

1. リソースを取得する前に、スレッドは必要なすべてのロックを順番に取得する必要があります。例:

2. public class ResourceManager {
       private final Map<String, Object> resources = new HashMap<>();
       private final Object lock = new Object();
       
       public void allocateResource(String resource) {
           synchronized (lock) {
               resources.get(resource);
           }
       }
   
       public void releaseResource(String resource) {
           synchronized (lock) {
               resources.remove(resource);
           }
       }
   }

固定のロック順序に従うことで、リソースの取得および解放操作でのデッドロックを回避できます。

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