您的位置 首页 技术

如何避免死锁?

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。 …

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 threadingimport timeclass 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24课堂在线网其它相关文章!

本文来自网络,不代表24小时课堂在线立场,转载请注明出处:http://www.24ketang.cn/87938.html

为您推荐

返回顶部