Java多线程死锁转账案例

- 日理万妓 2022-12-05 01:37 256阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *  两个转账的死锁demo

### 两个转账的死锁demo ###

需要两把锁: 转账时, 锁住自己的账户, 同时只能有一个线程去执行转账.  
获取两把锁成功, 且余额大于0 , 则扣除转出人的钱, 增加收款人的钱. 并且是原子操作.

出现死锁的情况: 对方给我转钱 ,我也给对方转钱, 那么双方都持有自己的锁, 并且需要对方的锁, 这就造成了死锁.

如下的代码演示了转账死锁的发生.  
在run方法中, 根据不同线程的flag 执行不同的转账方法,分别给a和b相互的转账.  
transferMoney方法就是转账的方法.  
在转账的方法中, 分别要获取转账方和收款方的两把锁, 才能进行转账的操作.

package com.thread.deadlock;
    
    /** * 类名称:TransferMoney * 类描述: 转账时遇到死锁的代码演示 * * @author: https://javaweixin6.blog.csdn.net/ * 创建时间:2020/9/8 19:24 * Version 1.0 */
    public class TransferMoney implements Runnable { 
    
        //根据不同的flag, 给不同的人转账
        int flag = 1 ;
    
        static Account a = new Account(500);
        static Account b = new Account(500);
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            TransferMoney r1 = new TransferMoney();
            TransferMoney r2 = new TransferMoney();
            r1.flag = 1;
            r2.flag = 0;
    
            Thread thread1 = new Thread(r1);
            Thread thread2 = new Thread(r2);
    
            thread1.start();
            thread2.start();
    
            //主线程等待子线程执行完毕
            thread1.join();
            thread2.join();
    
            System.out.println("a的余额 " +a.balance);
            System.out.println("b的余额 " +b.balance);
    
        }
    
        @Override
        public void run() { 
            //flag 是1 则 a 给b钱
            if (flag == 1) { 
                transferMoney(a, b, 200);
            }
            //flag 是0 则b 给a钱
            if (flag == 0) { 
                transferMoney(b, a, 200);
            }
        }
    
        /** * 转账的方法 * @param from 转账方 * @param to 收账方 * @param amount 金额 */
        public static void transferMoney(Account from, Account to, int amount) { 
            synchronized (from) { 
                synchronized (to) { 
                    //转账前判断余额是否充足
                    if (from.balance - amount < 0) { 
                        System.out.println("余额不足, 转账失败"+Thread.currentThread().getName());
                        return;
                    }
    
                    //余额充足,则进行转账操作. 转账方扣钱, 收款方收钱
                    from.balance -=amount;
                    to.balance +=amount;
                    System.out.println("成功转账" +amount +"元 "+Thread.currentThread().getName());
                }
            }
    
        }
    
        //账户的静态内部类
        static class Account { 
            //余额
            int balance;
    
            public Account(int balance) { 
                this.balance = balance;
            }
        }
    
    }

运行程序, 此时成功的执行的转账的操作. 线程名为0和1 的线程, 分别去转账的方法中执行的转账,由于相互给对方转账200. 因此余额不变.  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center][]  
修改如下:

package com.thread.deadlock;
    
    /** * 类名称:TransferMoney * 类描述: 转账时遇到死锁的代码演示 * * @author: https://javaweixin6.blog.csdn.net/ * 创建时间:2020/9/8 19:24 * Version 1.0 */
    public class TransferMoney implements Runnable { 
    
        //根据不同的flag, 给不同的人转账
        int flag = 1 ;
    
        static Account a = new Account(500);
        static Account b = new Account(500);
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            TransferMoney r1 = new TransferMoney();
            TransferMoney r2 = new TransferMoney();
            r1.flag = 1;
            r2.flag = 0;
    
            Thread thread1 = new Thread(r1);
            Thread thread2 = new Thread(r2);
    
            thread1.start();
            thread2.start();
    
            //主线程等待子线程执行完毕
            thread1.join();
            thread2.join();
    
            System.out.println("a的余额 " +a.balance);
            System.out.println("b的余额 " +b.balance);
    
        }
    
        @Override
        public void run() { 
            //flag 是1 则 a 给b钱
            if (flag == 1) { 
                transferMoney(a, b, 200);
            }
            //flag 是0 则b 给a钱
            if (flag == 0) { 
                transferMoney(b, a, 200);
            }
        }
    
        /** * 转账的方法 * @param from 转账方 * @param to 收账方 * @param amount 金额 */
        public static void transferMoney(Account from, Account to, int amount) { 
            synchronized (from) { 
                try { 
                    Thread.sleep(20);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
    
                synchronized (to) { 
                    //转账前判断余额是否充足
                    if (from.balance - amount < 0) { 
                        System.out.println("余额不足, 转账失败"+Thread.currentThread().getName());
                        return;
                    }
    
                    //余额充足,则进行转账操作. 转账方扣钱, 收款方收钱
                    from.balance -=amount;
                    to.balance +=amount;
                    System.out.println("成功转账" +amount +"元 "+Thread.currentThread().getName());
                }
            }
    
        }
    
        //账户的静态内部类
        static class Account { 
            //余额
            int balance;
    
            public Account(int balance) { 
                this.balance = balance;
            }
        }
    }

修改了获取第二把锁之前, 给当前线程休眠20ms .  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1][]  
此时再运行程序, 可以看到控制台什么都没有打印, 红色的按钮一直亮着, 说明进入了死锁的状态.  
两个线程都只是执行到上图中的第67行代码就执行不下去了.  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2][]  
死锁的原因分析. 第一个线程进入如下的方法后, 获得了from这把锁, 接着sleep,进入timed\_waiting状态, 并且由于是sleep, 并不会释放from这把锁.  
此时CPU调度执行第二个线程, 第二个线程的from为第一个线程的to锁, 第二个线程获得了to锁后, 也进入timed\_waiting状态, 持有to锁不会释放.  
接着CPU切回第一个线程,想要去获取to锁, 但是获取不到,因为被第二个线程所持有着.  
第二个线程持有to锁, 想要去获得from锁也获取不到, 那么就进入了死锁的状态.  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3][]  
死锁形成的原因就是如下的方法中, 锁获得的循序是相反的,  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4][]  
补充: 上面demo代码给两个账户类, 创建的都是static对象, 而static对象在整个Java虚拟机中只有一个实例, 所以不同线程获取锁的时候, 始终只有一个线程获得到这把锁. 此种情况适用于单体的项目. 而分布式的情况获得锁是不一样的,需要另外的方法进行处理.

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/321eb4de42da4e848331d34dba687af5.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221123/9384e6d5e2554cccae2e99d4a54fc96e.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221123/c59a7766ca3c48b3b019c54e9f7d58fa.png