由于线程可能进入堵塞状态,而且由于对象可能拥有“同步”方法——除非同步锁定被解除,否则线程不能访问那个对象——所以一个线程完全可能等候另一个对象,而另一个对象又在等候下一个对象,以此类推。这个“等候”链最可怕的情形就是进入封闭状态——最后那个对象等候的是第一个对象!此时,所有线程都会陷入无休止的相互等待状态,大家都动弹不得。我们将这种情况称为“死锁”。尽管这种情况并非经常出现,但一旦碰到,程序的调试将变得异常艰难。
就语言本身来说,尚未直接提供防止死锁的帮助措施,需要我们通过谨慎的设计来避免。假如有谁需要调试一个死锁的程序,他是没有任何窍门可用的。
1. Java 1.2对stop(),suspend(),resume()以及destroy()的反对
为减少出现死锁的可能,Java 1.2作出的一项贡献是“反对”使用Thread的stop(),suspend(),resume()以及destroy()方法。
之所以反对使用stop(),是因为它不安全。它会解除由线程获取的所有锁定,而且假如对象处于一种不连贯状态(“被破坏”),那么其他线程能在那种状态下检查和修改它们。结果便造成了一种微妙的局面,我们很难检查出真正的问题所在。所以应尽量避免使用stop(),应该采用Blocking.java那样的方法,用一个标志告诉线程什么时候通过退出自己的run()方法来中止自己的执行。
假如一个线程被堵塞,比如在它等候输入的时候,那么一般都不能象在Blocking.java中那样轮询一个标志。但在这些情况下,我们仍然不该使用stop(),而应换用由Thread提供的interrupt()方法,以便中止并退出堵塞的代码。
//: Interrupt.java
// The alternative approach to using stop()
// when a thread is blocked
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.applet.*;
class Blocked extends Thread {
public synchronized void run() {
try {
wait(); // Blocks
} catch(InterruptedException e) {
System.out.println("InterruptedException");
}
System.out.println("Exiting run()");
}
}
public class Interrupt extends Applet {
private Button
interrupt = new Button("Interrupt");
private Blocked blocked = new Blocked();
public void init() {
add(interrupt);
interrupt.addActionListener(
new ActionListener() {
public
void actionPerformed(ActionEvent e) {
System.out.println("Button pressed");
if(blocked == null) return;
Thread remove = blocked;
blocked = null; // to release it
remove.interrupt();
}
});
blocked.start();
}
public static void main(String[] args) {
Interrupt applet = new Interrupt();
Frame aFrame = new Frame("Interrupt");
aFrame.addWindowListener(
new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
});
aFrame.add(applet, BorderLayout.CENTER);
aFrame.setSize(200,100);
applet.init();
applet.start();
aFrame.setVisible(true);
}
} ///:~
Blocked.run()内部的wait()会产生堵塞的线程。当我们按下按钮以后,blocked(堵塞)的句柄就会设为null,使垃圾收集器能够将其清除,然后调用对象的interrupt()方法。假如是首次按下按钮,我们会看到线程正常退出。但在没有可供“杀死”的线程以后,看到的便只是按钮被按下而已。
suspend()和resume()方法天生轻易发生死锁。调用suspend()的时候,目标线程会停下来,但却仍然持有在这之前获得的锁定。此时,其他任何线程都不能访问锁定的资源,除非被“挂起”的线程恢复运行。对任何线程来说,假如它们想恢复目标线程,同时又试图使用任何一个锁定的资源,就会造成令人难堪的死锁。所以我们不应该使用suspend()和resume(),而应在自己的Thread类中置入一个标志,指出线程应该活动还是挂起。若标志指出线程应该挂起,便用wait()命其进入等待状态。若标志指出线程应当恢复,则用一个notify()重新启动线程。我们可以修改前面的Counter2.java来实际体验一番。尽管两个版本的效果是差不多的,但大家会注重到代码的组织结构发生了很大的变化——为所有“听众”都使用了匿名的内部类,而且Thread是一个内部类。这使得程序的编写稍微方便一些,因为它取消了Counter2.java中一些额外的记录工作。
//: Suspend.java
// The alternative approach to using suspend()
// and resume(), which have been deprecated
// in Java 1.2.
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.applet.*;
public class Suspend extends Applet {
private TextField t = new TextField(10);
private Button
suspend = new Button("Suspend"),
resume = new Button("Resume");
class Suspendable extends Thread {
private int count = 0;
private boolean suspended = false;
public Suspendable() { start(); }
public void fauxSuspend() {
suspended = true;
}
public synchronized void fauxResume() {
suspended = false;
notify();
}
public void run() {
while (true) {
try {
sleep(100);
synchronized(this) {
while(suspended)
wait();
}
} catch (InterruptedException e){}
t.setText(Integer.toString(count++));
}
}
}
private Suspendable ss = new Suspendable();
public void init() {
add(t);
suspend.addActionListener(
new ActionListener() {
public
void actionPerformed(ActionEvent e) {
ss.fauxSuspend();
}
});
add(suspend);
resume.addActionListener(
new ActionListener() {
public
void actionPerformed(ActionEvent e) {
ss.fauxResume();
}
});
add(resume);
}
public static void main(String[] args) {
Suspend applet = new Suspend();
Frame aFrame = new Frame("Suspend");
aFrame.addWindowListener(
new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e){
System.exit(0);
}
});
aFrame.add(applet, BorderLayout.CENTER);
aFrame.setSize(300,100);
applet.init();
applet.start();
aFrame.setVisible(true);
}
}
Suspendable中的suspended(已挂起)标志用于开关“挂起”或者“暂停”状态。为挂起一个线程,只需调用fauxSuspend()将标志设为true(真)即可。对标志状态的侦测是在run()内进行的。就象本章早些时候提到的那样,wait()必须设为“同步”(synchronized),使其能够使用对象锁。在fauxResume()中,suspended标志被设为false(假),并调用notify()——由于这会在一个“同步”从句中唤醒wait(),所以fauxResume()方法也必须同步,使其能在调用notify()之前取得对象锁(这样一来,对象锁可由要唤醍的那个wait()使用)。假如遵照本程序展示的样式,可以避免使用wait()和notify()。
Thread的destroy()方法根本没有实现;它类似一个根本不能恢复的suspend(),所以会发生与suspend()一样的死锁问题。然而,这一方法没有得到明确的“反对”,也许会在Java以后的版本(1.2版以后)实现,用于一些可以承受死锁危险的非凡场合。
大家可能会希奇当初为什么要实现这些现在又被“反对”的方法。之所以会出现这种情况,大概是由于Sun公司主要让技术人员来决定对语言的改动,而不是那些市场销售人员。通常,技术人员比搞销售的更能理解语言的实质。当初犯下了错误以后,也能较为理智地正视它们。这意味着Java能够继续进步,即便这使Java程序员多少感到有些不便。就我自己来说,宁愿面对这些不便之处,也不愿看到语言停滞不前。