Java 동시 프로그래밍에서 교착 상태를 방지하고 처리하는 방법은 무엇입니까?

교착 상태는 동시 프로그래밍에서 흔히 발생하는 문제이며 다음 조치를 취하여 방지하거나 처리할 수 있습니다. 교착 상태 방지: - 순서대로 잠금 획득 - 순환 대기 방지 - 시간 초과 메커니즘 사용 - 비차단 데이터 구조를 사용하여 교착 상태 처리: - 교착 상태 감지 -교착 상태 복구-재시도 작업

Java 동시 프로그래밍에서 교착 상태 예방 및 처리

교착 상태는 동시 프로그래밍에서 발생할 수 있는 일반적인 문제로, 여러 스레드가 서로를 기다리게 만들고 리소스를 확보하여 시스템이 교착 상태에 빠졌습니다. Java에서는 적절한 조치를 취하여 교착 상태를 방지하거나 처리할 수 있습니다.

교착 상태 방지

• 순서대로 잠금 획득: 리소스에 액세스할 순서를 정의하고 모든 스레드가 이 순서대로 잠금을 획득하도록 합니다. 예를 들어 스레드 A가 리소스 X와 Y에 액세스해야 하고 스레드 B가 리소스 Y와 Z에 액세스해야 하는 경우 모든 스레드는 먼저 X에 대한 잠금을 획득한 다음 Y에 대한 잠금을 획득해야 합니다.
• 순환 대기 방지: 다른 스레드가 잠금을 해제할 때까지 기다리는 동안 스레드가 다시 잠금을 획득하려고 시도하지 않도록 합니다. 예를 들어, 스레드 A가 스레드 B가 리소스 X에 대한 잠금을 해제하기를 기다리고 있는 경우 스레드 A는 X에 대한 잠금을 다시 획득하려고 시도해서는 안 됩니다.
• 시간 초과 메커니즘 사용: 스레드가 잠금을 획득할 수 있도록 시간 초과를 설정합니다. 스레드가 지정된 시간 내에 잠금을 획득할 수 없으면 잠금을 포기하고 다른 방법을 시도해야 합니다.
• 비차단 데이터 구조 사용: ConcurrentHashMap과 같은 비차단 데이터 구조를 사용하면 교착 상태 가능성을 줄일 수 있습니다. 이러한 데이터 구조를 통해 스레드는 잠금을 사용하지 않고도 동시에 데이터에 액세스할 수 있습니다.

교착 상태 처리

교착 상태를 예방하는 데 실패하는 경우 다음을 통해 교착 상태를 처리할 수 있습니다.

• 교착 상태 감지: 잠금 모니터링 도구 또는 사용자 정의 감지 메커니즘을 사용하여 교착 상태를 식별합니다.
• 교착 상태 복구: 교착 상태가 감지되면 잠긴 리소스를 해제하거나 교착 상태와 관련된 스레드 중 하나를 중단하여 시스템을 복구할 수 있습니다.
• 교착 상태 재시도: 리소스를 해제하거나 중단한 후 실행을 다시 시도하면 교착 상태가 다시 발생하는 것을 방지할 수 있습니다.

실용 사례

다음 Java 코드 조각을 고려하세요.

public class DeadlockExample {

    private final Object lock1 = new Object();
    private final Object lock2 = new Object();

    public void method1() {
        synchronized (lock1) {
            System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " acquired lock1");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (lock2) {
                System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " acquired lock2");
            }
        }
    }

    public void method2() {
        synchronized (lock2) {
            System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " acquired lock2");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (lock1) {
                System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " acquired lock1");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        DeadlockExample deadlockExample = new DeadlockExample();

        Thread thread1 = new Thread(deadlockExample::method1);
        Thread thread2 = new Thread(deadlockExample::method2);

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

이 예에서는 두 스레드(thread1 및 thread2)가 각각 lock1 및 lock2를 사용하여 동기화됩니다. 두 스레드는 모두 역순으로 잠금을 획득하므로 서로가 잠금을 해제할 때까지 기다리므로 교착 상태가 발생합니다.

교착 상태를 방지하기 위해 다음과 같이 순서대로 잠금을 획득하도록 코드를 수정할 수 있습니다.

public class DeadlockExample {

    private final Object lock1 = new Object();
    private final Object lock2 = new Object();

    public void method1() {
        synchronized (lock1) {
            System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " acquired lock1");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (lock2) {
                System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " acquired lock2");
            }
        }
    }

    public void method2() {
        synchronized (lock2) {
            System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " acquired lock2");
            synchronized (lock1) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " acquired lock1");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        DeadlockExample deadlockExample = new DeadlockExample();

        Thread thread1 = new Thread(deadlockExample::method1);
        Thread thread2 = new Thread(deadlockExample::method2);

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

코드를 수정하여 thread1과 thread2가 항상 동일한 순서(lock1, lock2)로 잠금을 획득하도록 보장하여 교착 상태를 방지합니다.

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