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死锁,活锁,饥饿,阻塞,无锁

2024-07-12 19:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

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1 死锁

2 活锁

3 饥饿

4 阻塞

5 无锁

6 活锁与死锁解决方法

1 死锁

死锁:是指两个或两个以上的进程(或线程)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,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

死锁发生的条件

互斥条件:线程对资源的访问是排他性的,如果一个线程对占用了某资源,那么其他线程必须处于等待状态,直到资源被释放。

请求和保持条件:线程T1至少已经保持了一个资源R1占用,但又提出对另一个资源R2请求,而此时,资源R2被其他线程T2占用,于是该线程T1也必须等待,但又对自己保持的资源R1不释放。

不剥夺条件:线程已获得的资源,在未使用完之前,不能被其他线程剥夺,只能在使用完以后由自己释放。

环路等待条件:在死锁发生时,必然存在一个“进程-资源环形链”,即:{p0,p1,p2,…pn},进程p0(或线程)等待p1占用的资源,p1等待p2占用的资源,pn等待p0占用的资源。(最直观的理解是,p0等待p1占用的资源,而p1而在等待p0占用的资源,于是两个进程就相互等待)

解释:

线程A或者B需要过独木桥(使用该进程),而C还没有走完(进程还在占用),于是三方僵死; 也可以是没有C 的情况下,A和B互不礼让僵死. A和B都认为自己优先级较高应该使用该进程.

2 活锁

活锁:是指线程1可以使用资源,但它很礼貌,让其他线程先使用资源,线程2也可以使用资源,但它很绅士,也让其他线程先使用资源。这样你让我,我让你,最后两个线程都无法使用资源。

活锁指的是任务或执行者没有被阻塞,由于某些条件没有满足,导致一直重复尝试,失败。活锁和死锁的区别在于,处于活锁的实体在不断的改变状态,而处于死锁的实体表现为等待,活锁有可能自行解开,死锁则不能

关于死锁与活锁的形象比喻

死锁:迎面开来的汽车A和汽车B过马路,汽车A得到了半条路的资源(满足死锁发生条件1:资源访问是排他性的,我占了路你就不能上来,除非你爬我头上去),汽车B占了汽车A的另外半条路的资源,A想过去必须请求另一半被B占用的道路(死锁发生条件2:必须整条车身的空间才能开过去,我已经占了一半,尼玛另一半的路被B占用了),B若想过去也必须等待A让路,A是辆兰博基尼,B是开奇瑞QQ的屌丝,A素质比较低开窗对B狂骂:快给老子让开,B很生气,你妈逼的,老子就不让(死锁发生条件3:在未使用完资源前,不能被其他线程剥夺),于是两者相互僵持一个都走不了(死锁发生条件4:环路等待条件),而且导致整条道上的后续车辆也走不了。

活锁:马路中间有条小桥,只能容纳一辆车经过,桥两头开来两辆车A和B,A比较礼貌,示意B先过,B也比较礼貌,示意A先过,结果两人一直谦让谁也过不去。

解释:线程A和B都需要过桥(都需要使用进程),而都礼让不走(那到的系统优先级相同,都认为不是自己优先级高),就这么僵持下去.

3 饥饿

饥饿:是指如果线程T1占用了资源R,线程T2又请求封锁R,于是T2等待。T3也请求资源R,当T1释放了R上的封锁后,系统首先批准了T3的请求,T2仍然等待。然后T4又请求封锁R,当T3释放了R上的封锁之后,系统又批准了T4的请求…,T2可能永远等待。

指一个可运行的进行尽管能继续执行,但被调度器无限期的忽视,而不能被调度执行的情况,饿死可以根据先来先服务资源分配策略来避免。

解释:这是个独木桥(单进程),桥上只能走一个人,B来到时A在桥上,B等待;

而此时比B年龄小的C来了,B让C现行(A走完后系统把进程分给了C),C上桥后,D又来了,B又让D现行(C走完后系统把进程分个了D)

以此类推B一直是等待状态.

4 阻塞

5 无锁

无锁,即没有对资源进行锁定,即所有的线程都能访问并修改同一个资源,但同时只有一个线程能修改成功。无锁典型的特点就是一个修改操作在一个循环内进行,线程会不断的尝试修改共享资源,如果没有冲突就修改成功并退出否则就会继续下一次循环尝试。所以,如果有多个线程修改同一个值必定会有一个线程能修改成功,而其他修改失败的线程会不断重试直到修改成功。之前的文章我介绍过JDK的CAS原理及应用即是无锁的实现。

可以看出,无锁是一种非常良好的设计,它不会出现线程出现的跳跃性问题,锁使用不当肯定会出现系统性能问题,虽然无锁无法全面代替有锁,但无锁在某些场合下是非常高效的。

6 活锁与死锁解决方法

活锁解决方法:通过先来先服务的方式解除活锁。

当多个事务请求锁定同一个数据库对象时,系统应该按请求锁定的先后次序对这些事务进行排队。一旦释放数据库对象上的锁,就批准请求队列中的下一个事务的请求,使其锁定数据库对象,以便完成数据库操作,及时结束事务。尽可能预防&避免(嘴上说说)

死锁解决方法:

1.诊断要通过循环图法、耗时法来判断。

2.通过牺牲代价最小的事务来解除死锁。例如撤销或挂起一些进程,以便回收一些资源,再将这些资源分配给已处于阻塞状态的进程,使之转为就绪状态,以继续运行。(但实现困难)

 

 

 

 



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