Java多线程：死锁防范与Lock锁的应用

在Java多线程编程中，死锁是一种常见的并发问题，当多个线程相互等待对方释放资源而陷入僵局时，就会发生死锁。死锁通常由以下原因导致： 1. **线程之间的资源竞争**：当两个或更多线程各自持有部分资源，并且都在等待其他线程持有的资源时，就可能导致死锁。例如，线程A持有锁1并等待锁2，而线程B持有锁2并等待锁1，两者进入无限等待状态。 2. **顺序获取锁**：如果线程按照固定的顺序获取锁，且没有合理的释放策略，也容易造成死锁。例如，如上所述的StringBuilder死锁案例，线程A先获取了s1作为锁，线程B和C则依次尝试获取s1和s2，但由于线程A已经持有s1，导致线程B和C都卡住。 为了避免死锁，可以采取以下策略： - **避免嵌套锁**：尽可能减少线程对多个锁的嵌套持有，或者确保获取锁的顺序一致。 - **设置超时机制**：在尝试获取锁时设置超时时间，防止无休止的等待。 - **使用死锁检测算法**：通过检查系统状态来识别和恢复死锁。 Java 5.0引入了`java.util.concurrent.locks`包中的`Lock`接口，提供了一种更细粒度、可中断、可重入的锁机制，相比`synchronized`关键字，`Lock`提供了更多的灵活性和控制能力。以下是一些`Lock`的特性： - **非阻塞获取**：`Lock`允许线程在获取锁失败时立即返回，而不是阻塞等待，这样可以避免死锁。 - **可中断**：如果线程在等待锁时被中断，它会自动释放已获取的锁。 - **公平性**：`ReentrantLock`默认是非公平的，但可以配置为公平模式，确保线程按照请求顺序获取锁。 - **条件变量**：`Lock`接口配合`Condition`使用，可以在满足特定条件后再唤醒等待的线程，增强代码的灵活性。 案例演示了如何使用`Lock`来避免死锁，例如，我们可以用`ReentrantLock`替代`synchronized`，改变锁的获取顺序，或者使用`tryLock()`方法设置超时，确保线程在一定时间内获得锁，从而避免死锁的发生。总结来说，理解死锁的原理和使用适当的同步机制，如`Lock`，是编写健壮多线程程序的关键。