Java中的同步与死锁

1、Java中使用同步的必要性

设计一个买票程序，安排三个票贩子同时售票，为了更清楚的模拟买票过程，在买票操作中加入500毫秒的延时，售票代码和执行结果如下：

package org.mole.xc;

public class TicketThread implements Runnable {
private int ticket = 5;
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
if(this.ticket>0){
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("买票:"+this.ticket--);
}
}
}
public static void main(String args[]){
TicketThread ta = new TicketThread();
new Thread(ta,"票贩子a").start();
new Thread(ta,"票贩子b").start();
new Thread(ta,"票贩子c").start();
}

}

可以看出，由于判断票数之后的延时，真正买票时的票数发生了变化，使买票产生了冲突。这就要求多个操作在同一时间段内，只能由一个线程运行，这就是所谓的同步。其他线程只能等待这些操作都完成之后才能执行。多个线程共享统一资源时需要同步。

2、实现同步的操作方法

实现同步有同步代码块和同步方法两种方式，首先用同步代码块为上述程序加锁：

使用同步代码块需要用synchronized关键字进行修饰，synchronized(this){}，this表示对当前对象上锁。上述买票代码加上同步后如下：

package org.mole.xc;
public class TicketThread implements Runnable {
private int ticket = 5;
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
synchronized(this){
if(this.ticket>0){
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("买票:卖掉"+this.ticket--+"号票");
}
}
}
}
public static void main(String args[]){
TicketThread ta = new TicketThread();
new Thread(ta,"票贩子a").start();
new Thread(ta,"票贩子b").start();
new Thread(ta,"票贩子c").start();
}

}

使用同步方法：

设计一个用synchronized修饰的方法，将需要同步的代码放入方法中，用this.方法名调用。买票代码用同步方法后代码和结果如下：

package org.mole.xc;
public class TicketThread implements Runnable {
private int ticket = 5;
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
this.sale();
}
}
public synchronized void sale(){
if(this.ticket>0){
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("买票:卖掉"+this.ticket--+"号票");
}
}
public static void main(String args[]){
TicketThread ta = new TicketThread();
new Thread(ta,"票贩子a").start();
new Thread(ta,"票贩子b").start();
new Thread(ta,"票贩子c").start();
}

}

3、过多的同步产生死锁

产生死锁的四个必要条件：
（1） 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
（2） 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
（3） 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
（4） 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

死锁的解除与预防：
理解了死锁的原因，尤其是产生死锁的四个必要条件，就可以最大可能地避免、预防和
解除死锁。所以，在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立，如何确
定资源的合理分配算法，避免进程永久占据系统资源。此外，也要防止进程在处于等待状态
的情况下占用资源。因此，对资源的分配要给予合理的规划。