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多线程之旅避免死锁简单的锁分级锁排序

2019/05/14 来源:鹰潭信息港

导读

死锁是很讨厌的(虽然活锁更讨厌),如何避免死锁呢?在两个线程间的循环等待是比较容易识别的,但是在死锁的形成中如果包含多个线程,那么就是难

死锁是很讨厌的(虽然活锁更讨厌),如何避免死锁呢?

在两个线程间的循环等待是比较容易识别的,但是在死锁的形成中如果包含多个线程,那么就是难以发现的(现实中不少这种情况)。

首先来看看死锁形成的几个必要条件

1、互斥

2、等待

3、不可抢占

4、循环等待

除了完全避免多线程编程之外,如果要避免死锁,那么必须要使得上面这4个条件中有任意一个不满足。

1、互斥是大多数锁的一种固有性质,你没办法改变它。

2、如果程序持有的锁不会多于一个,那么就不会发生死锁问题。但是这通常也是不可能的。

3、不可抢占,线程中断和线程终止并非是实现这个功能的合适方式。

4、循环等待。通过在锁上施加一种顺序,并且要求线程按照这种顺序来获取锁。那么就不会发生循环的获取锁操作,也就不会发生死锁。这也是这四种条件中容易消除的。

我们用一个简单的例子实现简单的锁分级。

种会有并发问题的写法,我们本意是通过形参fromAccount , toAccount 来表明锁的顺序,可这是做不到的。因此如果我们调换了一下传入的实参的顺序,就会产生死锁问题。

class BankAccount { public int id { get; set; } public decimal Balance { get; set; } public static void Transfer(BankAccount fromAccount, BankAccount toAccount, decimal amount) { lock (fromAccount) { if (lance amount) { throw new Exception(Insufficient funds); } lock (toAccount) { lance -= amount; lance += amount; } } } }

我们可以通过比较id来保证顺序,同时这种写法不会引入新的开销。但是这种写法局限性比较大,不通用。

class BankAccount { public int id { get; set; } public decimal Balance { get; set; } public static void SafeTransfer(BankAccount fromAccount, BankAccount toAccount, decimal amount) { if ( ) { lock (fromAccount) { lock (toAccount) { transferMoney(fromAccount, toAccount, amount); } } } else if ( ) { lock (toAccount) { lock (fromAccount) { TransferMoney(fromAccount, toAccount, amount); } } } } private static void TransferMoney(BankAccount fromAccount, BankAccount toAccount, decimal amount) { if (lance amount) { throw new Exception(Insufficient funds); } lance -= amount; lance += amount; } }

本质上是通过固定一种顺序,因此我们想到可以通过排序的方式使得可以接受多个锁,并且更通用。

class MultiLocksHelperT where T :IComparableT { internal static void Enter(params T[] locks) { rt(locks); int i = 0; try { for (; i ngth; i++) { ter(locks[i]); } } catch { for(int j= i-1;j0;j--) { it(locks[j]); } throw; } } internal static void Exit(params T[] locks) { rt(locks); for (int i = ngth - 1; i = 0; i--) { it(locks[i]); } } }

这时调用起来就很简单了,只有几行代码。

class BankAccount : IComparableBankAccount { public int id { get; set; } public decimal Balance { get; set; } public static void GenericSafeTransfer(BankAccount fromAccount, BankAccount toAccount, decimal amount) { ter(fromAccount, toAccount); try { TransferMoney(fromAccount, toAccount, amount); } finally { it(fromAccount, toAccount); } } private static void TransferMoney(BankAccount fromAccount, BankAccount toAccount, decimal amount) { if (lance amount) { throw new Exception(Insufficient funds); } lance -= amount; lance += amount; } public int CompareTo(BankAccount other) { if ( ) return 1; else return -1; } }

锁分级的复杂性:

如果要为锁指定级别,那么就需要规划并遵守一定的原则。我们很难从一开始就提出很完备的锁分级策略。也比较难估计那些地方使用到锁。

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