修正方法: Java 同時実行エラー: デッドロックの回避-＆＃＆チュートリアル-php.cn

修正方法: Java 同時実行エラー: デッドロックの回避

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リリース： 2023-08-19 13:54:32

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修正方法: Java 同時実行エラー: デッドロックの回避

解決方法: Java 同時実行エラー: デッドロックの回避

###はじめに:

Java プログラム開発では、マルチスレッド同時実行が不可欠です。ただし、並行プログラミングにはいくつかの問題も伴います。最も一般的で潜在的に深刻な問題の 1 つはデッドロックです。デッドロックとは、2 つ以上のスレッドが互いに必要なリソースを保持しているにもかかわらず、相手がリソースを解放しないために実行を続行できない状況を指します。この記事では、Java の同時実行エラーにおけるデッドロックの問題を解決する方法を検討し、いくつかのコード例を示します。

1. デッドロックの原因を理解する:

デッドロックの問題を解決する前に、まずデッドロックの原因を理解する必要があります。デッドロックは通常、複数のスレッドが複数のリソースを同時に競合するときに発生します。デッドロックは、2 つ以上のスレッドが互いに必要なリソースを解放するのを待機すると発生します。以下に簡単なコード例を示します。

class Resource {
    private String name;

    public Resource(String name) {
        this.name = name;
    }

    public synchronized void doSomething() {
        System.out.println(name + " is doing something.");
    }

    public synchronized void doAnotherthing(Resource otherResource) {
        System.out.println(name + " is doing anotherthing.");
        otherResource.doSomething();
    }
}

public class DeadlockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Resource resource1 = new Resource("Resource1");
        Resource resource2 = new Resource("Resource2");

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            resource1.doAnotherthing(resource2);
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            resource2.doAnotherthing(resource1);
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

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上記の例には、2 つのリソース

resource1 と resource2 があります。 main メソッドで 2 つのスレッド t1 と t2 が作成され、リソースの doAnotherthing メソッドがそれぞれ呼び出されます。 t1 スレッドでは、resource1 の doAnotherthing メソッドを呼び出し、パラメータとして resource2 を渡します。 t2 スレッドでは、resource2 の doAnotherthing メソッドを呼び出し、パラメータとして resource1 を渡します。

2 つのスレッドが必要なリソースをお互いに解放するのを待機すると、デッドロックが発生します。もちろん、これは単なる例であり、実際のシナリオにはさらに多くのリソースとスレッドが含まれる可能性があります。

2. デッドロックの問題を解決する:

デッドロックを防ぐには、まずデッドロックの原因を理解する必要があります。上記のコード例では、スレッドが一貫性のない順序でリソースを取得することによってデッドロックが発生します。したがって、スレッドがリソースを取得する順序を指定することでデッドロックを防ぐことができます。サンプルコードを以下のように修正します。

public class DeadlockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Resource resource1 = new Resource("Resource1");
        Resource resource2 = new Resource("Resource2");

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println("Thread 1 acquired resource 1.");
                synchronized (resource2) {
                    System.out.println("Thread 1 acquired resource 2.");
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println("Thread 2 acquired resource 1.");
                synchronized (resource2) {
                    System.out.println("Thread 2 acquired resource 2.");
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

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リソースを取得する順序を規定することで、お互いが相手が必要とするリソースを待たずに済み、デッドロックの発生を回避できます。

デッドロックの防止に加えて、デッドロックの問題は、デッドロックの検出と回復によって解決することもできます。 Java は、スレッドのステータスを監視および管理するための

ThreadMXBean インターフェイスを提供します。以下はサンプルコードです。

import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.ThreadMXBean;

public class DeadlockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Resource resource1 = new Resource("Resource1");
        Resource resource2 = new Resource("Resource2");

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println("Thread 1 acquired resource 1.");

                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                synchronized (resource2) {
                    System.out.println("Thread 1 acquired resource 2.");
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource2) {
                System.out.println("Thread 2 acquired resource 2.");

                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                synchronized (resource1) {
                    System.out.println("Thread 2 acquired resource 1.");
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();

        ThreadMXBean threadMxBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
        long[] deadlockedThreadIds = threadMxBean.findDeadlockedThreads();

        if (deadlockedThreadIds != null) {
            ThreadInfo[] threadInfos = threadMxBean.getThreadInfo(deadlockedThreadIds);
            for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) {
                System.out.println(threadInfo.getThreadName() + " is deadlocked.");
                // 恢复死锁线程的执行，或者进行其他操作
            }
        }
    }
}

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上記のサンプルコードでは、

ThreadMXBean の findDeadlockedThreads メソッドを通じてデッドロックが発生したスレッドを見つけて処理します。それに応じて。。デッドロックしたスレッドの実行を再開したり、他の操作を実行したりできます。

結論:

デッドロックは、マルチスレッド同時プログラミングでよくある問題の 1 つであり、解決しないとプログラムがクラッシュしたり、実行を続行できなくなったりする可能性があります。この記事では、デッドロックの問題を解決する 2 つの方法、つまりデッドロックの予防とデッドロックの検出と回復を紹介します。もちろん、これらは基本的な解決策の一部にすぎず、実際のアプリケーションでデッドロックの問題を解決するには、より複雑な戦略が必要になる場合があります。開発者は、マルチスレッド同時実行プログラムを作成する際にデッドロックの回避に注意し、プログラムの安定性と信頼性を確保するためにデッドロックを適切に処理する必要があります。

参考資料: