• 技术文章 >常见问题

    如何避免死锁?

    coldplay.xixicoldplay.xixi2020-06-24 14:33:24原创2556

    避免死锁的方法:

    当两个线程相互等待对方释放资源时,就会发生死锁。Python 解释器没有监测,也不会主动采取措施来处理死锁情况,所以在进行多线程编程时应该采取措施避免出现死锁。

    一旦出现死锁,整个程序既不会发生任何异常,也不会给出任何提示,只是所有线程都处于阻塞状态,无法继续。

    死锁是很容易发生的,尤其是在系统中出现多个同步监视器的情况下,如下程序将会出现死锁:

    import threading
    import time
    class A:
        def __init__(self):
            self.lock = threading.RLock()
        def foo(self, b):
            try:
                self.lock.acquire()
                print("当前线程名: " + threading.current_thread().name\
                    + " 进入了A实例的foo()方法" )     # ①
                time.sleep(0.2)
                print("当前线程名: " + threading.current_thread().name\
                    + " 企图调用B实例的last()方法")   # ③
                b.last()
            finally:
                self.lock.release()
        def last(self):
            try:
                self.lock.acquire()
                print("进入了A类的last()方法内部")
            finally:
                self.lock.release()
    class B:
        def __init__(self):
            self.lock = threading.RLock()
        def bar(self, a):
            try:
                self.lock.acquire()
                print("当前线程名: " + threading.current_thread().name\
                    + " 进入了B实例的bar()方法" )   # ②
                time.sleep(0.2)
                print("当前线程名: " + threading.current_thread().name\
                    + " 企图调用A实例的last()方法")  # ④
                a.last()
            finally:
                self.lock.release()
        def last(self):
            try:
                self.lock.acquire()
                print("进入了B类的last()方法内部")
            finally:
                self.lock.release()
    a = A()
    b = B()
    def init():
        threading.current_thread().name = "主线程"
        # 调用a对象的foo()方法
        a.foo(b)
        print("进入了主线程之后")
    def action():
        threading.current_thread().name = "副线程"
        # 调用b对象的bar()方法
        b.bar(a)
        print("进入了副线程之后")
    # 以action为target启动新线程
    threading.Thread(target=action).start()
    # 调用init()函数
    init()

    运行上面程序,将会看到如图 1 所示的效果。

    c99e766613cf179bbf106d22c4cd684.png

    图 1 死锁效果

    从图 1 中可以看出,程序既无法向下执行,也不会抛出任何异常,就一直“僵持”着。究其原因,是因为上面程序中 A 对象和 B 对象的方法都是线程安全的方法。

    程序中有两个线程执行,副线程的线程执行体是 action() 函数,主线程的线程执行体是 init() 函数(主程序调用了 init() 函数)。其中在 action() 函数中让 B 对象调用 bar() 方法,而在 init() 函数中让 A 对象调用 foo() 方法。

    图 1 显示 action() 函数先执行,调用了 B 对象的 bar() 方法,在进入 bar() 方法之前,该线程对 B 对象的 Lock 加锁(当程序执行到 ② 号代码时,副线程暂停 0.2s);CPU 切换到执行另一个线程,让 A 对象执行 foo() 方法,所以看到主线程开始执行 A 实例的 foo() 方法,在进入 foo() 方法之前,该线程对 A 对象的 Lock 加锁(当程序执行到 ① 号代码时,主线程也暂停 0.2s)。

    接下来副线程会先醒过来,继续向下执行,直到执行到 ④ 号代码处希望调用 A 对象的 last() 方法(在执行该方法之前,必须先对 A 对象的 Lock 加锁),但此时主线程正保持着 A 对象的 Lock 的锁定,所以副线程被阻塞。

    接下来主线程应该也醒过来了,继续向下执行,直到执行到 ③ 号代码处希望调用 B 对象的 last() 方法(在执行该方法之前,必须先对 B 对象的 Lock 加锁),但此时副线程没有释放对 B 对象的 Lock 的锁定。

    至此,就出现了主线程保持着 A 对象的锁,等待对 B 对象加锁,而副线程保持着 B对象的锁,等待对 A 对象加锁,两个线程互相等待对方先释放锁,所以就出现了死锁。

    死锁是不应该在程序中出现的,在编写程序时应该尽量避免出现死锁。下面有几种常见的方式用来解决死锁问题:

    1. 避免多次锁定。尽量避免同一个线程对多个 Lock 进行锁定。例如上面的死锁程序,主线程要对 A、B 两个对象的 Lock 进行锁定,副线程也要对 A、B 两个对象的 Lock 进行锁定,这就埋下了导致死锁的隐患。

    2. 具有相同的加锁顺序。如果多个线程需要对多个 Lock 进行锁定,则应该保证它们以相同的顺序请求加锁。比如上面的死锁程序,主线程先对 A 对象的 Lock 加锁,再对 B 对象的 Lock 加锁;而副线程则先对 B 对象的 Lock 加锁,再对 A 对象的 Lock 加锁。这种加锁顺序很容易形成嵌套锁定,进而导致死锁。如果让主线程、副线程按照相同的顺序加锁,就可以避免这个问题。

    3. 使用定时锁。程序在调用 acquire() 方法加锁时可指定 timeout 参数,该参数指定超过 timeout 秒后会自动释放对 Lock 的锁定,这样就可以解开死锁了。

    4. 死锁检测。死锁检测是一种依靠算法机制来实现的死锁预防机制,它主要是针对那些不可能实现按序加锁,也不能使用定时锁的场景的。

    以上就是如何避免死锁?的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

    声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn核实处理。
    专题推荐:死锁
    上一篇:线性表操作有哪些 下一篇:ae如何导出gif格式的文件?
    PHP编程就业班

    相关文章推荐

    • mysql死锁怎么解决?• php文件锁死锁怎么办• 系统出现死锁的原因• golang 如何处理死锁• java中如何避免死锁

    全部评论我要评论

  • 取消发布评论发送
  • 1/1

    PHP中文网