面试-多线程-线程安全活跃态问题以及竞态条件

绝地灬酷狼 2022-11-06 14:57 130阅读 0赞

线程安全是多线程永久的话题，也是最核心的问题之一，本章从线程安全活跃态、竞态条件，以及常见问题简单阐述一下！

线程安全的活跃性问题可以分为 **死锁**、**活锁**、**饥饿**三种，下面逐一说明：

**1、活锁状态：**

> 活锁 就是有时线程虽然没有发生阻塞，但是仍然会存在执行不下去的情况，活锁不会阻塞线程，线程会一直重复执行某个相同的操作，并且一直失败重试。
> 
> 开发中使用的异步消息队列就有可能造成活锁的问题，在消息队列的消费端如果没有正确的ack消息，并且执行过程中报错了，就会再次放回消息头，然后再拿出来执行，一直循环往复的失败。这个问题除了正确的ack之外，往往是通过将失败的消息放入到延时队列中，等到一定的延时再进行重试来解决。
> 
> 解决活锁的方案：方案很简单，尝试等待一个随机的时间就可以，会按时间轮去重试

**2、死锁状态：**

> 线程在对同一把锁进行竞争的时候，未抢占到锁的线程会等待持有锁的线程释放锁后继续抢占，如果两个或两个以上的线程互相持有对方将要抢占的锁，互相等待对方先行释放锁就会进入到一个循环等待的过程，这个过程就叫做死锁。
> 
> 解决死锁的方案：破坏产生死锁的四个必要条件之一即可，详情参考：[面试-多线程-如何避免死锁 ][-_-]

**3、饥饿状态：**

> 饥饿，就是**线程因无法访问所需资源而无法执行下去的情况**，分为两种情况：
> 
> 1.  **一部分程在临界区做了无限循环或无限制等待资源的操作**，让其他的线程一直不能拿到锁进入临界区，对其他线程来说，就进入了饥饿状态
> 2.  **一部分线程优先级不合理的分配**，导致部分线程始终无法获取到CPU资源而一直无法执行
> 
> 饥饿状态解决方案：
> 
> 1.  保证资源充足，很多场景下，资源的稀缺性无法解决
> 2.  公平分配资源，在并发编程里使用公平锁，例如FIFO策略，线程等待是有顺序的，排在等待队列前面的线程会优先获得资源
> 3.   避免持有锁的线程长时间执行，很多场景下，持有锁的线程的执行时间也很难缩短

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**4、线程安全的静态条件问题**

> 同一个程序多线程访问同一个资源，如果对资源的访问顺序敏感，就称存在竞态条件，代码区成为临界区。 大多数并发错误一样，竞态条件不总是会产生问题，还需要不恰当的执行时序。
> 
> **最常见的竞态条件为：**
> 
>  *  先检测后执行执行依赖于检测的结果-->检测结果依赖于多个线程的执行时序-->多个线程的执行时序通常情况下是不固定不可判断的，从而导致执行结果出现各种问题。一种可能的解决办法就是：在一个线程修改访问一个状态时，要防止其他线程访问修改，也就是加锁机制，保证原子性。
>  *  延迟初始化（典型为单例）

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作者：超级字节码  
来源：CSDN  
原文：https://blog.csdn.net/dgxin\_605/article/details/114630820  
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[-_-]: https://blog.csdn.net/dgxin_605/article/details/114629336