chore(advance): Optimize 'src/advance/concurrency-with-threads' -> deadlock

pull/1004/head
Jerry Wang 2 years ago
parent c3957b3bd6
commit 8ddc818afe

@ -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<i64> = Mutex::new(0);
static ref MUTEX2: Mutex<i64> = Mutex::new(0);
static ref COUNTER1: Mutex<i32> = Mutex::new(0);
static ref COUNTER2: Mutex<i32> = 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<i64> = 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<i64> = Mutex::new(0);
static ref MUTEX2: Mutex<i64> = Mutex::new(0);
static ref COUNTER1: Mutex<i32> = Mutex::new(0);
static ref COUNTER2: Mutex<i32> = 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<i64> = 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
```

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