From 8ddc818afee988b4d5a50d8504f92a9db43eb9ec Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Jerry Wang Date: Thu, 25 Aug 2022 17:47:06 +0800 Subject: [PATCH] chore(advance): Optimize 'src/advance/concurrency-with-threads' -> deadlock --- src/advance/concurrency-with-threads/sync1.md | 161 ++++++++---------- 1 file changed, 73 insertions(+), 88 deletions(-) diff --git a/src/advance/concurrency-with-threads/sync1.md b/src/advance/concurrency-with-threads/sync1.md index 90daff8e..85b6eaa0 100644 --- a/src/advance/concurrency-with-threads/sync1.md +++ b/src/advance/concurrency-with-threads/sync1.md @@ -231,126 +231,111 @@ fn main() { 当我们拥有两个锁，且两个线程各自使用了其中一个锁，然后试图去访问另一个锁时，就可能发生死锁： ```rust -use std::{sync::{Mutex, MutexGuard}, thread}; -use std::thread::sleep; -use std::time::Duration; +use std::{sync::Mutex, thread}; use lazy_static::lazy_static; lazy_static! { - static ref MUTEX1: Mutex = Mutex::new(0); - static ref MUTEX2: Mutex = Mutex::new(0); + static ref COUNTER1: Mutex = Mutex::new(0); + static ref COUNTER2: Mutex = Mutex::new(0); } fn main() { - // 存放子线程的句柄 - let mut children = vec![]; - for i_thread in 0..2 { - children.push(thread::spawn(move || { - for _ in 0..1 { - // 线程1 - if i_thread % 2 == 0 { - // 锁住MUTEX1 - let guard: MutexGuard = MUTEX1.lock().unwrap(); - - println!("线程 {} 锁住了MUTEX1，接着准备去锁MUTEX2 !", i_thread); - - // 当前线程睡眠一小会儿，等待线程2锁住MUTEX2 - sleep(Duration::from_millis(10)); - - // 去锁MUTEX2 - let guard = MUTEX2.lock().unwrap(); - // 线程2 - } else { - // 锁住MUTEX2 - let _guard = MUTEX2.lock().unwrap(); - - println!("线程 {} 锁住了MUTEX2, 准备去锁MUTEX1", i_thread); - - let _guard = MUTEX1.lock().unwrap(); - } - } - })); - } + let handle1 = thread::spawn(move || { + let mut num1 = COUNTER1.lock().unwrap(); + *num1 += 1; - // 等子线程完成 - for child in children { - let _ = child.join(); - } + println!("第一个线程获取了锁1"); + + println!("第一个线程开始等待了锁2"); + let mut num2 = COUNTER2.lock().unwrap(); + *num2 += 1; + + println!("第一个线程获取了锁2"); + }); + + let handle2 = thread::spawn(move || { + let mut num2 = COUNTER2.lock().unwrap(); + *num2 += 1; + + println!("第二个线程获取了锁2"); + + println!("第二个线程开始等待了锁1"); + let mut num1 = COUNTER1.lock().unwrap(); + *num1 += 1; + + println!("第二个线程获取了锁1"); + }); + + // 主线程等待这两个线程执行完在结束 + let _ = handle1.join(); + let _ = handle2.join(); println!("死锁没有发生"); } ``` +需要知道的是，这段代码并`不会100%发生死锁`，因为我们并`不知道线程什么时候执行`，有可能线程1完全执行完毕后线程2才开始执行，这种情况下不会发生死锁 -在上面的描述中，我们用了"可能"二字，原因在于死锁在这段代码中不是必然发生的，总有一次运行你能看到最后一行打印输出。这是由于子线程的初始化顺序和执行速度并不确定，我们无法确定哪个线程中的锁先被执行，因此也无法确定两个线程对锁的具体使用顺序。 - -但是，可以简单的说明下死锁发生的必然条件：线程 1 锁住了`MUTEX1`并且线程`2`锁住了`MUTEX2`，然后线程 1 试图去访问`MUTEX2`，同时线程`2`试图去访问`MUTEX1`，就会死锁。 因为线程 2 需要等待线程 1 释放`MUTEX1`后，才会释放`MUTEX2`，而与此同时，线程 1 需要等待线程 2 释放`MUTEX2`后才能释放`MUTEX1`，这种情况造成了两个线程都无法释放对方需要的锁，最终死锁。 - -那么为何某些时候，死锁不会发生？原因很简单，线程 2 在线程 1 锁`MUTEX1`之前，就已经全部执行完了，随之线程 2 的`MUTEX2`和`MUTEX1`被全部释放，线程 1 对锁的获取将不再有竞争者。 同理，线程 1 若全部被执行完，那线程 2 也不会被锁，因此我们在线程 1 中间加一个睡眠，增加死锁发生的概率。如果你在线程 2 中同样的位置也增加一个睡眠，那死锁将必然发生! +运行这段代码，如果你看到了类似如下的输出，则证明发生了死锁 +``` +第一个线程获取了锁1 +第二个线程获取了锁2 +第二个线程开始等待了锁1 +第一个线程开始等待了锁2 +``` #### try_lock 与`lock`方法不同，`try_lock`会**尝试**去获取一次锁，如果无法获取会返回一个错误，因此**不会发生阻塞**: ```rust -use std::{sync::{Mutex, MutexGuard}, thread}; -use std::thread::sleep; -use std::time::Duration; +use std::{sync::Mutex, thread}; use lazy_static::lazy_static; lazy_static! { - static ref MUTEX1: Mutex = Mutex::new(0); - static ref MUTEX2: Mutex = Mutex::new(0); + static ref COUNTER1: Mutex = Mutex::new(0); + static ref COUNTER2: Mutex = Mutex::new(0); } fn main() { - // 存放子线程的句柄 - let mut children = vec![]; - for i_thread in 0..2 { - children.push(thread::spawn(move || { - for _ in 0..1 { - // 线程1 - if i_thread % 2 == 0 { - // 锁住MUTEX1 - let guard: MutexGuard = MUTEX1.lock().unwrap(); - - println!("线程 {} 锁住了MUTEX1，接着准备去锁MUTEX2 !", i_thread); - - // 当前线程睡眠一小会儿，等待线程2锁住MUTEX2 - sleep(Duration::from_millis(10)); - - // 去锁MUTEX2 - let guard = MUTEX2.try_lock(); - println!("线程1获取MUTEX2锁的结果: {:?}",guard); - // 线程2 - } else { - // 锁住MUTEX2 - let _guard = MUTEX2.lock().unwrap(); - - println!("线程 {} 锁住了MUTEX2, 准备去锁MUTEX1", i_thread); - sleep(Duration::from_millis(10)); - let guard = MUTEX1.try_lock(); - println!("线程2获取MUTEX1锁的结果: {:?}",guard); - } - } - })); - } + let handle1 = thread::spawn(move || { + let mut num1 = COUNTER1.lock().unwrap(); + *num1 += 1; - // 等子线程完成 - for child in children { - let _ = child.join(); - } + println!("第一个线程获取了锁1"); + + println!("第一个线程开始等待了锁2"); + let num2 = COUNTER2.try_lock(); // lock 换成 try_lock + println!("第一个线程获取锁2的结果是: {:?}", num2); + }); + + let handle2 = thread::spawn(move || { + let mut num2 = COUNTER2.lock().unwrap(); + *num2 += 1; + + println!("第二个线程获取了锁2"); + + println!("第二个线程开始等待了锁1"); + let num1 = COUNTER1.try_lock(); // lock 换成 try_lock + println!("第二个线程获取锁1的结果是: {:?}", num1); + }); + + // 主线程等待这两个线程执行完在结束 + let _ = handle1.join(); + let _ = handle2.join(); println!("死锁没有发生"); } ``` -为了演示`try_lock`的作用，我们特定使用了之前必定会死锁的代码，并且将`lock`替换成`try_lock`，与之前的结果不同，这段代码将不会再有死锁发生： +为了演示`try_lock`的作用，我们特定使用了之前必定会死锁的代码，并且将`lock`替换成`try_lock`，与之前的结果不同，这段代码无论如何将不会再有死锁发生： ```console -线程 0 锁住了MUTEX1，接着准备去锁MUTEX2 ! -线程 1 锁住了MUTEX2, 准备去锁MUTEX1 -线程2获取MUTEX1锁的结果: Err("WouldBlock") -线程1获取MUTEX2锁的结果: Ok(0) +第一个线程获取了锁1 +第一个线程开始等待了锁2 +第一个线程获取锁2的结果是: Err("WouldBlock") +第二个线程获取了锁2 +第二个线程开始等待了锁1 +第二个线程获取锁1的结果是: Ok(1) 死锁没有发生 ```