Я розумію, що таке лайволак, але мені було цікаво, чи хтось має хороший приклад на основі коду? І під кодом я не маю на увазі "двоє людей, які намагаються пройти один одного в коридорі". Якщо я прочитаю це ще раз, я втрачу обід.
Я розумію, що таке лайволак, але мені було цікаво, чи хтось має хороший приклад на основі коду? І під кодом я не маю на увазі "двоє людей, які намагаються пройти один одного в коридорі". Якщо я прочитаю це ще раз, я втрачу обід.
Відповіді:
Ось дуже простий приклад Java з коханого, де чоловік і дружина намагаються їсти суп, але мають лише одну ложку між ними. Кожен з подружжя занадто ввічливий і передасть ложку, якщо інший ще не їв.
public class Livelock {
static class Spoon {
private Diner owner;
public Spoon(Diner d) { owner = d; }
public Diner getOwner() { return owner; }
public synchronized void setOwner(Diner d) { owner = d; }
public synchronized void use() {
System.out.printf("%s has eaten!", owner.name);
}
}
static class Diner {
private String name;
private boolean isHungry;
public Diner(String n) { name = n; isHungry = true; }
public String getName() { return name; }
public boolean isHungry() { return isHungry; }
public void eatWith(Spoon spoon, Diner spouse) {
while (isHungry) {
// Don't have the spoon, so wait patiently for spouse.
if (spoon.owner != this) {
try { Thread.sleep(1); }
catch(InterruptedException e) { continue; }
continue;
}
// If spouse is hungry, insist upon passing the spoon.
if (spouse.isHungry()) {
System.out.printf(
"%s: You eat first my darling %s!%n",
name, spouse.getName());
spoon.setOwner(spouse);
continue;
}
// Spouse wasn't hungry, so finally eat
spoon.use();
isHungry = false;
System.out.printf(
"%s: I am stuffed, my darling %s!%n",
name, spouse.getName());
spoon.setOwner(spouse);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
final Diner husband = new Diner("Bob");
final Diner wife = new Diner("Alice");
final Spoon s = new Spoon(husband);
new Thread(new Runnable() {
public void run() { husband.eatWith(s, wife); }
}).start();
new Thread(new Runnable() {
public void run() { wife.eatWith(s, husband); }
}).start();
}
}
getOwner
метод також не повинен бути синхронізований? З ефективної Java " синхронізація не має ефекту, якщо не читати і писати ".
Thread.join()
а не Thread.sleep()
тому, що він хоче чекати, коли подружжя поїсть?
getOwner
Метод повинен бути синхронізовані , оскільки навіть якщо setOwner
синхронізується, це не гарантує нитку з допомогою getOwner
(або доступ поле owner
безпосередньо) будуть бачити зміни , зроблені іншим потоком , що виконує setOwner
. Це відео пояснює це дуже ретельно: youtube.com/watch?v=WTVooKLLVT8
synchronized
ключове слово для setOwner
методу, оскільки читання та запис - це атомна дія для еталонної змінної.
Flippant коментує в стороні, один приклад, який, як відомо, з'являється в коді, який намагається виявити та вирішити ситуацію з тупиком. Якщо дві нитки виявлять глухий кут і спробують "відійти" один від одного, без опіки вони в кінцевому підсумку застрягнуть у петлі, завжди "відступаючи" і ніколи не встигаючи рухатися вперед.
Під "кроком убік" я маю на увазі, що вони відпустять замок і спробують дозволити іншому придбати його. Ми можемо уявити ситуацію, коли два потоки роблять це (псевдокод):
// thread 1
getLocks12(lock1, lock2)
{
lock1.lock();
while (lock2.locked())
{
// attempt to step aside for the other thread
lock1.unlock();
wait();
lock1.lock();
}
lock2.lock();
}
// thread 2
getLocks21(lock1, lock2)
{
lock2.lock();
while (lock1.locked())
{
// attempt to step aside for the other thread
lock2.unlock();
wait();
lock2.lock();
}
lock1.lock();
}
Умови перегонів осторонь, що ми маємо тут, це ситуація, коли обидві нитки, якщо вони входять одночасно, в кінцевому підсумку будуть працювати у внутрішньому циклі, не продовжуючи. Очевидно, що це спрощений приклад. Наївним виправленням було б ввести якусь випадковість у проміжок часу, який нитки будуть чекати.
Правильне виправлення - це завжди дотримуватися ієрархії замка . Виберіть замовлення, у якому ви придбаєте замки, і дотримуйтесь цього. Наприклад, якщо обидва потоки завжди набувають lock1 перед lock2, то немає можливості тупикового зв'язку.
Оскільки немає відповіді, позначеної як прийнята відповідь, я спробував створити приклад прямого блокування;
Оригінальна програма була написана мною в квітні 2012 року для вивчення різних концепцій багатопотокової роботи. Цього разу я змінив його, щоб створити тупик, стан перегонів, мешкання тощо.
Тож давайте розберемося спочатку з проблемою;
Проблема створення файлів cookie
Є кілька контейнерів для інгредієнтів: ChocoPowederContainer , WheatPowderContainer . CookieMaker бере певну кількість порошку з контейнерів для інгредієнтів, щоб випікати печиво . Якщо виробник файлів cookie виявить контейнер порожнім, він перевіряє наявність іншого контейнера, щоб заощадити час. І чекає, поки Філлер заповнить необхідний контейнер. Є Filler, який перевіряє контейнер регулярно і заповнює певну кількість, якщо контейнер його потребує.
Перевірте повний код на github ;
Дозвольте коротко пояснити вам реалізацію.
Давайте подивимось у коді:
CookieMaker.java
private Integer getMaterial(final Ingredient ingredient) throws Exception{
:
container.lock();
while (!container.getIngredient(quantity)) {
container.empty.await(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
//Thread.sleep(500); //For deadlock
}
container.unlock();
:
}
IngredientContainer.java
public boolean getIngredient(int n) throws Exception {
:
lock();
if (quantityHeld >= n) {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
quantityHeld -= n;
unlock();
return true;
}
unlock();
return false;
}
Все працює добре, поки Філлер не заповнить контейнери. Але якщо я забуду запустити наповнювач, або наповнювач піде у несподіваний відпустку, підрядки продовжують змінювати стан, щоб дозволити іншим виробникам перейти та перевірити контейнер.
Я також створив демон ThreadTracer, який слідкує за станами потоків та тупиками. Це вихід з консолі;
2016-09-12 21:31:45.065 :: [Maker_0:WAITING, Maker_1:WAITING, Maker_2:WAITING, Maker_3:WAITING, Maker_4:WAITING, Maker_5:WAITING, Maker_6:WAITING, Maker_7:WAITING, pool-7-thread-1:TIMED_WAITING, pool-7-thread-2:TIMED_WAITING, pool-8-thread-1:TIMED_WAITING, pool-8-thread-2:TIMED_WAITING, pool-6-thread-1:TIMED_WAITING, pool-6-thread-2:TIMED_WAITING, pool-5-thread-1:TIMED_WAITING, pool-5-thread-2:TIMED_WAITING, pool-1-thread-1:TIMED_WAITING, pool-3-thread-1:TIMED_WAITING, pool-2-thread-1:TIMED_WAITING, pool-1-thread-2:TIMED_WAITING, pool-4-thread-1:TIMED_WAITING, pool-4-thread-2:RUNNABLE, pool-3-thread-2:TIMED_WAITING, pool-2-thread-2:TIMED_WAITING]
2016-09-12 21:31:45.065 :: [Maker_0:WAITING, Maker_1:WAITING, Maker_2:WAITING, Maker_3:WAITING, Maker_4:WAITING, Maker_5:WAITING, Maker_6:WAITING, Maker_7:WAITING, pool-7-thread-1:TIMED_WAITING, pool-7-thread-2:TIMED_WAITING, pool-8-thread-1:TIMED_WAITING, pool-8-thread-2:TIMED_WAITING, pool-6-thread-1:TIMED_WAITING, pool-6-thread-2:TIMED_WAITING, pool-5-thread-1:TIMED_WAITING, pool-5-thread-2:TIMED_WAITING, pool-1-thread-1:TIMED_WAITING, pool-3-thread-1:TIMED_WAITING, pool-2-thread-1:TIMED_WAITING, pool-1-thread-2:TIMED_WAITING, pool-4-thread-1:TIMED_WAITING, pool-4-thread-2:TIMED_WAITING, pool-3-thread-2:TIMED_WAITING, pool-2-thread-2:TIMED_WAITING]
WheatPowder Container has 0 only.
2016-09-12 21:31:45.082 :: [Maker_0:WAITING, Maker_1:WAITING, Maker_2:WAITING, Maker_3:WAITING, Maker_4:WAITING, Maker_5:WAITING, Maker_6:WAITING, Maker_7:WAITING, pool-7-thread-1:TIMED_WAITING, pool-7-thread-2:TIMED_WAITING, pool-8-thread-1:TIMED_WAITING, pool-8-thread-2:TIMED_WAITING, pool-6-thread-1:TIMED_WAITING, pool-6-thread-2:TIMED_WAITING, pool-5-thread-1:TIMED_WAITING, pool-5-thread-2:TIMED_WAITING, pool-1-thread-1:TIMED_WAITING, pool-3-thread-1:TIMED_WAITING, pool-2-thread-1:TIMED_WAITING, pool-1-thread-2:TIMED_WAITING, pool-4-thread-1:TIMED_WAITING, pool-4-thread-2:TIMED_WAITING, pool-3-thread-2:TIMED_WAITING, pool-2-thread-2:RUNNABLE]
2016-09-12 21:31:45.082 :: [Maker_0:WAITING, Maker_1:WAITING, Maker_2:WAITING, Maker_3:WAITING, Maker_4:WAITING, Maker_5:WAITING, Maker_6:WAITING, Maker_7:WAITING, pool-7-thread-1:TIMED_WAITING, pool-7-thread-2:TIMED_WAITING, pool-8-thread-1:TIMED_WAITING, pool-8-thread-2:TIMED_WAITING, pool-6-thread-1:TIMED_WAITING, pool-6-thread-2:TIMED_WAITING, pool-5-thread-1:TIMED_WAITING, pool-5-thread-2:TIMED_WAITING, pool-1-thread-1:TIMED_WAITING, pool-3-thread-1:TIMED_WAITING, pool-2-thread-1:TIMED_WAITING, pool-1-thread-2:TIMED_WAITING, pool-4-thread-1:TIMED_WAITING, pool-4-thread-2:TIMED_WAITING, pool-3-thread-2:TIMED_WAITING, pool-2-thread-2:TIMED_WAITING]
Ви помітите, що підрядки та зміна їх стану та очікування.
Справжній (хоч і без точного коду) приклад - це два конкуруючих процеси блокування в реальному часі в спробі виправити тупиковий запуск сервера SQL, при цьому кожен процес використовує один і той же алгоритм очікування-повторної спроби. Незважаючи на те, що пощастило в часі, я бачив, що це відбувається на окремих машинах з подібними характеристиками продуктивності у відповідь на повідомлення, додане до теми EMS (наприклад, збереження оновлення одного графіку об'єкта більше одного разу), і не в змозі контролювати замовлення на замовлення.
Хорошим рішенням у цьому випадку було б мати конкуруючих споживачів (не допускати оброблення дублікатів якомога вище в ланцюжку шляхом розподілу робіт на незв'язаних об'єктах).
Менш бажаним (добре, брудним) рішенням є заздалегідь зламати невдачу в часі (вид різниці сили в обробці) або зламати її після глухого кута, використовуючи різні алгоритми або якийсь елемент випадковості. Це все ще може мати проблеми, оскільки можливе замовлення на замовлення є "липким" для кожного процесу, і це займає певний мінімум часу, який не враховується в повторі спроби очікування.
Ще одне рішення (принаймні для SQL Server) - спробувати інший рівень ізоляції (наприклад, знімок).
Я зашифрував приклад двох осіб, які проходили в коридорі. Дві нитки будуть уникати один одного, як тільки вони зрозуміють, що їх напрямки однакові.
public class LiveLock {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object left = new Object();
Object right = new Object();
Pedestrian one = new Pedestrian(left, right, 0); //one's left is one's left
Pedestrian two = new Pedestrian(right, left, 1); //one's left is two's right, so have to swap order
one.setOther(two);
two.setOther(one);
one.start();
two.start();
}
}
class Pedestrian extends Thread {
private Object l;
private Object r;
private Pedestrian other;
private Object current;
Pedestrian (Object left, Object right, int firstDirection) {
l = left;
r = right;
if (firstDirection==0) {
current = l;
}
else {
current = r;
}
}
void setOther(Pedestrian otherP) {
other = otherP;
}
Object getDirection() {
return current;
}
Object getOppositeDirection() {
if (current.equals(l)) {
return r;
}
else {
return l;
}
}
void switchDirection() throws InterruptedException {
Thread.sleep(100);
current = getOppositeDirection();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is stepping aside.");
}
public void run() {
while (getDirection().equals(other.getDirection())) {
try {
switchDirection();
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {}
}
}
}
C # версія коду jelbourn:
using System;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace LiveLockExample
{
static class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
var husband = new Diner("Bob");
var wife = new Diner("Alice");
var s = new Spoon(husband);
Task.WaitAll(
Task.Run(() => husband.EatWith(s, wife)),
Task.Run(() => wife.EatWith(s, husband))
);
}
public class Spoon
{
public Spoon(Diner diner)
{
Owner = diner;
}
public Diner Owner { get; private set; }
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public void SetOwner(Diner d) { Owner = d; }
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public void Use()
{
Console.WriteLine("{0} has eaten!", Owner.Name);
}
}
public class Diner
{
public Diner(string n)
{
Name = n;
IsHungry = true;
}
public string Name { get; private set; }
private bool IsHungry { get; set; }
public void EatWith(Spoon spoon, Diner spouse)
{
while (IsHungry)
{
// Don't have the spoon, so wait patiently for spouse.
if (spoon.Owner != this)
{
try
{
Thread.Sleep(1);
}
catch (ThreadInterruptedException e)
{
}
continue;
}
// If spouse is hungry, insist upon passing the spoon.
if (spouse.IsHungry)
{
Console.WriteLine("{0}: You eat first my darling {1}!", Name, spouse.Name);
spoon.SetOwner(spouse);
continue;
}
// Spouse wasn't hungry, so finally eat
spoon.Use();
IsHungry = false;
Console.WriteLine("{0}: I am stuffed, my darling {1}!", Name, spouse.Name);
spoon.SetOwner(spouse);
}
}
}
}
}
Одним із прикладів тут може бути використання примірного tryLock, щоб отримати більше одного блокування, і якщо ви не можете їх отримати, відключіться та повторіть спробу.
boolean tryLockAll(Collection<Lock> locks) {
boolean grabbedAllLocks = false;
for(int i=0; i<locks.size(); i++) {
Lock lock = locks.get(i);
if(!lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) {
grabbedAllLocks = false;
// undo the locks I already took in reverse order
for(int j=i-1; j >= 0; j--) {
lock.unlock();
}
}
}
}
Я можу уявити, що такий код буде проблематичним, оскільки у вас стикається багато ниток і чекаєте отримання набору замків. Але я не впевнений, що це дуже переконливо для мене як простий приклад.
tryLockAll()
із замками locks
у тому самому порядку, немає жодної послідовності.
Версія Python з кодом jelbourn:
import threading
import time
lock = threading.Lock()
class Spoon:
def __init__(self, diner):
self.owner = diner
def setOwner(self, diner):
with lock:
self.owner = diner
def use(self):
with lock:
"{0} has eaten".format(self.owner)
class Diner:
def __init__(self, name):
self.name = name
self.hungry = True
def eatsWith(self, spoon, spouse):
while(self.hungry):
if self != spoon.owner:
time.sleep(1) # blocks thread, not process
continue
if spouse.hungry:
print "{0}: you eat first, {1}".format(self.name, spouse.name)
spoon.setOwner(spouse)
continue
# Spouse was not hungry, eat
spoon.use()
print "{0}: I'm stuffed, {1}".format(self.name, spouse.name)
spoon.setOwner(spouse)
def main():
husband = Diner("Bob")
wife = Diner("Alice")
spoon = Spoon(husband)
t0 = threading.Thread(target=husband.eatsWith, args=(spoon, wife))
t1 = threading.Thread(target=wife.eatsWith, args=(spoon, husband))
t0.start()
t1.start()
t0.join()
t1.join()
if __name__ == "__main__":
main()
Я змінюю відповідь @jelbourn. Коли один із них помічає, що другий голодний, він (вона) повинен відпустити ложку і чекати, коли інше сповістить, тому трапляється живіт.
public class LiveLock {
static class Spoon {
Diner owner;
public String getOwnerName() {
return owner.getName();
}
public void setOwner(Diner diner) {
this.owner = diner;
}
public Spoon(Diner diner) {
this.owner = diner;
}
public void use() {
System.out.println(owner.getName() + " use this spoon and finish eat.");
}
}
static class Diner {
public Diner(boolean isHungry, String name) {
this.isHungry = isHungry;
this.name = name;
}
private boolean isHungry;
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void eatWith(Diner spouse, Spoon sharedSpoon) {
try {
synchronized (sharedSpoon) {
while (isHungry) {
while (!sharedSpoon.getOwnerName().equals(name)) {
sharedSpoon.wait();
//System.out.println("sharedSpoon belongs to" + sharedSpoon.getOwnerName())
}
if (spouse.isHungry) {
System.out.println(spouse.getName() + "is hungry,I should give it to him(her).");
sharedSpoon.setOwner(spouse);
sharedSpoon.notifyAll();
} else {
sharedSpoon.use();
sharedSpoon.setOwner(spouse);
isHungry = false;
}
Thread.sleep(500);
}
}
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(name + " is interrupted.");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
final Diner husband = new Diner(true, "husband");
final Diner wife = new Diner(true, "wife");
final Spoon sharedSpoon = new Spoon(wife);
Thread h = new Thread() {
@Override
public void run() {
husband.eatWith(wife, sharedSpoon);
}
};
h.start();
Thread w = new Thread() {
@Override
public void run() {
wife.eatWith(husband, sharedSpoon);
}
};
w.start();
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
h.interrupt();
w.interrupt();
try {
h.join();
w.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
package concurrently.deadlock;
import static java.lang.System.out;
/* This is an example of livelock */
public class Dinner {
public static void main(String[] args) {
Spoon spoon = new Spoon();
Dish dish = new Dish();
new Thread(new Husband(spoon, dish)).start();
new Thread(new Wife(spoon, dish)).start();
}
}
class Spoon {
boolean isLocked;
}
class Dish {
boolean isLocked;
}
class Husband implements Runnable {
Spoon spoon;
Dish dish;
Husband(Spoon spoon, Dish dish) {
this.spoon = spoon;
this.dish = dish;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (spoon) {
spoon.isLocked = true;
out.println("husband get spoon");
try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) {}
if (dish.isLocked == true) {
spoon.isLocked = false; // give away spoon
out.println("husband pass away spoon");
continue;
}
synchronized (dish) {
dish.isLocked = true;
out.println("Husband is eating!");
}
dish.isLocked = false;
}
spoon.isLocked = false;
}
}
}
class Wife implements Runnable {
Spoon spoon;
Dish dish;
Wife(Spoon spoon, Dish dish) {
this.spoon = spoon;
this.dish = dish;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (dish) {
dish.isLocked = true;
out.println("wife get dish");
try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) {}
if (spoon.isLocked == true) {
dish.isLocked = false; // give away dish
out.println("wife pass away dish");
continue;
}
synchronized (spoon) {
spoon.isLocked = true;
out.println("Wife is eating!");
}
spoon.isLocked = false;
}
dish.isLocked = false;
}
}
}