JAVA中關於同步與死鎖的問題

java中當多個現成同時操縱同一資源的時候需要考慮同步的問題。如車站售票，不同售票點賣同一班次車票的時候就要同步，否則賣票會有問題。下面代碼模擬車站賣票:

class TicketSeller implements Runnable
{
    public int ticket = 20;

    public void run()
    {
        for(int i = 0; i < 100; i++)
        {
            synchronized(this)
            {
                if(this.ticket-- >0)
                {
                    Utilities.sleep(300);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "賣出一張票,余票:" + (this.ticket) + "張");
                }
            }
        }
    }
}


class Utilities
{
    public static void sleep(int timeSpan)
    {
        try
        {
            Thread.sleep(timeSpan);
        }
        catch (Exception e)
        {
        }
    }
}

class Hello
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        TicketSeller ts = new TicketSeller();
        Thread tl = new Thread(ts,"銅梁站");
        Thread bs = new Thread(ts,"璧山站");
        Thread spb = new Thread(ts,"沙坪壩站");

        tl.start();
        bs.start();
        spb.start();
    }
}

輸出結果:

 

但有時過多的使用同步會造成程序性能下降。除此之外過多同步還會發生更嚴重的后果：死鎖。

也就是說，同步代碼塊中都去爭奪同一資源，互不相讓。舉個例子，在一條東西方向的狹窄的巷道中，AB兩車相遇，互補退讓，結果是兩個車都走不了，這就是死鎖。這里隱含了一個情景就是，A車占有東邊這一段道路，它需要B車讓出B車占有西邊的道路，而同時B車占有西邊的道路，它需要A車讓出A車所占有的西邊的道路。兩車各自占有各自的資源，且同時爭奪對方占有的資源，互補相讓，就造成了死鎖。

這里，為了更好的闡述並模擬JAVA中死鎖的情況。我再舉一個例子：

小紅和小明馬上就要畢業了，都在准備畢業論文的撰寫。他們的論文都要用到兩本書，一本是《匯編語言》，另一本是《算法導論》。他們都要去圖書館借閱這兩本書，但圖書館規定某一人一次只能借閱1本書。於是小紅借了《匯編原理》，小明借了《算法導論》。過了一段時間后，他們論文都完成了一 半。此時，小紅需要小明手中的《算法導論》，同時小明也要小紅手中的《匯編原理》。但是小紅對小明說：“你先把《算法導論》給我了，我完成論文后就把《匯編原理》給你。” 小明不同意，他對小紅說：“你把《匯編原理》先給我，我完成論文后把《算法導論》給你。” 這樣，小紅和小明各持有一本書，卻又要求獲得對方的書才交出自己持有的那本書。他們兩人互不相讓，結果就導致了死鎖的發生。

現在我用JAVA語言對以上場景進行模擬：

class Book
{
    public String name;
    public float price;

    public Book(String name, float price)
    {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }
}


class Student implements Runnable
{
    private String studentName;
    private   Book book1;
    private   Book book2;

    public Student(String studentName,Book book1, Book book2)
    {
        this.book1 = book1;
        this.book2 = book2;

        this.studentName = studentName;
    }

    public void run()
    {
        synchronized(this.book1)
        {
            System.out.println(this.studentName+"拿到了"+this.book1.name +"開始寫論文");
            Utilities.sleep(5000);
            System.out.println(this.studentName+"完成一半需要"+this.book2.name);
            synchronized(this.book2)
            {
                System.out.println(this.studentName+"拿到了"+this.book2.name +"繼續寫論文");
            }
            System.out.println(this.studentName+"完成了論文");
        }
        
    }
} 


class Utilities
{
    public static void sleep(int timeSpan)
    {
        try
        {
            Thread.sleep(timeSpan);
        }
        catch (Exception e)
        {
            System.out.println(e);
        }
    }
}

class Hello
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Book book1 = new Book("匯編原理",23.5f);
        Book book2 = new Book("算法導論",85.5f);

        Thread xh = new Thread(new Student("小紅",book1,book2));
        Thread xm = new Thread(new Student("小明",book2,book1));
        xh.start();
        xm.start();
    }
}

輸出結果:

上圖顯示，程序一直卡在這個地方，不會往下執行。這就是死鎖。