浅谈java安全编码指南之死锁dead lock

2024-04-02 19:04:59 322人浏览泡泡鱼

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摘要

目录不同的加锁顺序使用private类变量使用相同的Order释放掉已占有的锁不同的加锁顺序我们来看一个不同加锁顺序的例子： public class DiffLockOrde

不同的加锁顺序

我们来看一个不同加锁顺序的例子：


public class DiffLockOrder {

    private int amount;

    public DiffLockOrder(int amount){
       this.amount=amount;
    }

    public void transfer(DiffLockOrder target,int transferAmount){
        synchronized (this){
            synchronized (target){
                if(amount< transferAmount){
                    System.out.println("余额不足！");
                }else{
                    amount=amount-transferAmount;
                    target.amount=target.amount+transferAmount;
                }
            }
        }
    }
}

上面的例子中，我们模拟一个转账的过程，amount用来表示用户余额。transfer用来将当前账号的一部分金额转移到目标对象中。

为了保证在transfer的过程中，两个账户不被别人修改，我们使用了两个synchronized关键字，分别把transfer对象和目标对象进行锁定。

看起来好像没问题，但是我们没有考虑在调用的过程中，transfer的顺序是可以发送变化的：


DiffLockOrder account1 = new DiffLockOrder(1000);
DiffLockOrder account2 = new DiffLockOrder(500);

Runnable target1= ()->account1.transfer(account2,200);
Runnable target2= ()->account2.transfer(account1,100);
new Thread(target1).start();
new Thread(target2).start();

上面的例子中，我们定义了两个account，然后两个账户互相转账，最后很有可能导致互相锁定，最后产生死锁。

使用private类变量

使用两个sync会有顺序的问题，那么有没有办法只是用一个sync就可以在所有的实例中同步呢？

有的，我们可以使用private的类变量，因为类变量是在所有实例中共享的，这样一次sync就够了：


public class LockWithPrivateStatic {

    private int amount;

    private static final Object lock = new Object();

    public LockWithPrivateStatic(int amount){
       this.amount=amount;
    }

    public void transfer(LockWithPrivateStatic target, int transferAmount){
        synchronized (lock) {
            if (amount < transferAmount) {
                System.out.println("余额不足！");
            } else {
                amount = amount - transferAmount;
                target.amount = target.amount + transferAmount;
            }
        }
    }
}

使用相同的Order

我们产生死锁的原因是无法控制上锁的顺序，如果我们能够控制上锁的顺序，是不是就不会产生死锁了呢？

带着这个思路，我们给对象再加上一个id字段：


private final long id; // 唯一ID，用来排序
private static final AtomicLong nextID = new AtomicLong(0); // 用来生成ID

public DiffLockWithOrder(int amount){
    this.amount=amount;
    this.id = nextID.getAndIncrement();
}

在初始化对象的时候，我们使用static的AtomicLong类来为每个对象生成唯一的ID。

在做transfer的时候，我们先比较两个对象的ID大小，然后根据ID进行排序，最后安装顺序进行加锁。这样就能够保证顺序，从而避免死锁。


public void transfer(DiffLockWithOrder target, int transferAmount){
    DiffLockWithOrder fist, second;

    if (compareTo(target) < 0) {
        fist = this;
        second = target;
    } else {
        fist = target;
        second = this;
    }

    synchronized (fist){
        synchronized (second){
            if(amount< transferAmount){
                System.out.println("余额不足！");
            }else{
                amount=amount-transferAmount;
                target.amount=target.amount+transferAmount;
            }
        }
    }
}

释放掉已占有的锁

死锁是互相请求对方占用的锁，但是对方的锁一直没有释放，我们考虑一下，如果获取不到锁的时候，自动释放已占用的锁是不是也可以解决死锁的问题呢？

因为ReentrantLock有一个tryLock()方法，我们可以使用这个方法来判断是否能够获取到锁，获取不到就释放已占有的锁。

我们使用ReentrantLock来完成这个例子：


public class DiffLockWithReentrantLock {

    private int amount;
    private final Lock lock = new ReentrantLock();

    public DiffLockWithReentrantLock(int amount){
        this.amount=amount;
    }

    private void transfer(DiffLockWithReentrantLock target, int transferAmount)
            throws InterruptedException {
        while (true) {
            if (this.lock.tryLock()) {
                try {
                    if (target.lock.tryLock()) {
                        try {
                            if(amount< transferAmount){
                                System.out.println("余额不足！");
                            }else{
                                amount=amount-transferAmount;
                                target.amount=target.amount+transferAmount;
                            }
                            break;
                        } finally {
                            target.lock.unlock();
                        }
                    }
                } finally {
                    this.lock.unlock();
                }
            }
            //随机sleep一定的时间，保证可以释放掉锁
            Thread.sleep(1000+new Random(1000L).nextInt(1000));
        }
    }

}

我们把两个tryLock方法在while循环中，如果不能获取到锁就循环遍历。

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