Java死锁问题

谁能解释一下为什么这段代码出现死锁。谢谢

public class Deadlock {
    static class Friend {
        private final String name;
        public Friend(String name) {
            this.name = name;
        }
        public String getName() {
            return this.name;
        }
        public synchronized void bow(Friend bower) {
            System.out.format("%s: %s has bowed to me!%n", 
                    this.name, bower.getName());
            bower.bowBack(this);
        }
        public synchronized void bowBack(Friend bower) {
            System.out.format("%s: %s has bowed back to me!%n",
                    this.name, bower.getName());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        final Friend alphonse = new Friend("Alphonse");
        final Friend gaston = new Friend("Gaston");
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() { alphonse.bow(gaston); }
        }).start();
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() { gaston.bow(alphonse); }
        }).start();
    }
}

考虑以下：

• Let Thread1 run() { alphonse.bow(gaston); }
• Let Thread2 run() { gaston.bow(alphonse); }
• Thread1 enters alphonse.bow(gaston);, 锁定alphonse since bow() is synchronized
• Thread2 enters gaston.bow(alphonse);, 锁定gaston since bow() is synchronized
• In Thread1, bower.bowBack(this); evaluates to gaston.bowBack(alphonse);
  • Thread1尝试获取锁gaston，目前由Thread2
• In Thread2, bower.bowBack(this); evaluates to alphonse.bowBack(gaston);
  • Thread2尝试获取锁alphonse，目前由Thread1
• 每个线程都在等待另一个线程释放锁，因此出现死锁

问题是存在过多synchronized现在。有很多方法可以“解决”这个问题；这是一个有指导意义的解决方案：

    public void bow(Friend bower) {
        synchronized (this) {
            System.out.format("%s: %s has bowed to me!%n", 
                    this.name, bower.getName());
        }
        bower.bowBack(this);
    }
    public synchronized void bowBack(Friend bower) {
        System.out.format("%s: %s has bowed back to me!%n",
                this.name, bower.getName());
    }

Now bowBack()是完全synchronized, but bow()只是synchronized部分地，使用synchronized(this)陈述。这将防止僵局。

以下是来自的引述《Effective Java》第二版，第 67 条：避免过度同步

为了避免活性和安全故障，绝不将控制权交给客户在一个synchronized方法或块。换句话说，在一个synchronized区域，不要调用设计为被重写的方法，或由客户端以函数对象的形式提供的方法。从class与synchronized区域，此类方法是alien。该类不知道该方法的作用，也无法控制它。根据外来方法的作用，从synchronized区域可能会导致异常、死锁或数据损坏。

[...] 作为一项规则，您应该在内部做尽可能少的工作synchronized地区。获取锁，检查共享数据，必要时对其进行转换，然后删除锁。

在本质上，bower.bowBack(this)是试图将控制权让给alien方法，因为bowBack()不是一个final中的方法class Friend。例如，考虑以下尝试来解决该问题：

    // attempt to fix: STILL BROKEN!!!

    public synchronized void bow(Friend bower) {
        System.out.format("%s: %s has bowed to me!%n", 
            this.name, bower.getName());
        bower.bowBack(this);
        // ceding control to alien method within synchronized block!
    }
    
    // not a final method, subclasses may @Override
    public void bowBack(Friend bower) {
        System.out.format("%s: %s has bowed back to me!%n",
                this.name, bower.getName());
    }

上面的代码不会与当前的发生死锁alphonse/gaston场景，但自从bow()将控制权让给非final method bowBack(), 子类可以@Override该方法会导致bow()陷入僵局。那是，bowBack() is an alien方法bow()，因此应该NOT已从内部调用synchronized region.

参考

• JLS 8.4.3.6synchronized Methods http://java.sun.com/docs/books/jls/third_edition/html/classes.html#8.4.3.6
• JLS 14.19synchronized陈述 http://java.sun.com/docs/books/jls/third_edition/html/statements.html#14.19
• JLS 17.1 锁 http://java.sun.com/docs/books/jls/third_edition/html/memory.html#17.1

See also

• Effective Java 2nd Edition
  • 第 66 项：同步对共享可变数据的访问
  • 第 15 项：最小化可变性