Почему возникает deadlock?

Question

[nemoCAP]

добрый день! нужна помощь, чтобы разобраться в причинах возникновения deadlock, при решении популярной задачи.

public class SomeClass {

    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition condition1 = lock.newCondition();
    private final Condition condition2 = lock.newCondition();

    public void first() {
        lock.lock();
        try {
            System.out.println("first");
        } finally {
            condition1.signal();
            lock.unlock();
        }
    }

    public void second() {
        lock.lock();
        try {
            condition1.await();
            System.out.println("second");
            condition2.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void third() {
        lock.lock();
        try {
            condition2.await();
            System.out.println("third");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

если я правильно понимаю, поток захватывает лок, доходит до условия (condition.await) и отпускает лок, позволяя другому потоку захватить лок и, либо выполнить вывод в консоль и просигналить об этом (condition.signal), либо остановится на условии и отпустить лок.

ЗЫ. суть задачи - гарантированно получить упорядоченный вывод (first, second, third).

Comments

[Алексей Черемисин]

А как применяете то? Чой-то не хватает главного класса, с тредами например...

[nemoCAP]

Алексей Черемисин,

var c = new SomeClass();
        try (var t = Executors.newFixedThreadPool(3)) {
            t.submit(c::first);
            t.submit(c::second);
            t.submit(c::third);
        }

или так

var c = new SomeClass();
        var t1 = new Thread(c::first);
        var t2 = new Thread(c::second);
        var t3 = new Thread(c::third);

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

        t1.join();
        t2.join();
        t3.join();

[Алексей Черемисин]

nemoCAP, Ну как минимум посмотреть кто и чего ждет, хоть через дебаггер, хоть принтами, хоть вызовами

lock.getOwner()
lock.getQueuedThreads()
lock.getWaitingThreads(condition)

Ну а я предпочитаю tryLock, чтобы не зависнуть намертво...

А здесь есть и примерчики, рабочие...

https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/uti...
https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/uti...

[nemoCAP]

Алексей Черемисин, спасибо за рекомендации по дебагу!

Answer 1

[Vamp]

У вас тут гонка, а не дедлок. Методы second и third не успевают встать в ожидание condition.

Если визуализировать пошагово:

1. first - захватил блокировку объекта lock
   
2. second - захватить lock не может, так как он уже захвачен, поэтому встаёт в ожидание
   
3. third - захватить lock не может, так как он уже захвачен, поэтому встаёт в ожидание
   
4. first - пишет в консоль "first"
   
5. first - сигналит condition1
   
6. first - релизит lock
   
7. second - просыпается и захватывает lock
   
8. second - встаёт в ожидание condition1, которое будет бесконечным, потому что condition1 за всё время триггерится однократно и этот триггер уже отработал на 5 шаге
   

Ваш код сможет успешно завершиться если подобрать нужный тайминг. Например, так:

var c = new SomeClass();
try (var t = Executors.newFixedThreadPool(3)) {
    t.submit(c::second);
    t.submit(c::third);
    Thread.sleep(100);
    t.submit(c::first);
}

Comments

[nemoCAP]

спасибо за ответ! для меня как раз этот момент был не до конца понятен, работает await() как "одиночный семафор" (открыто/закрыто) или пропускается поток в момент signal(), только если поток уже на await() висит.

[Vamp]

nemoCAP, вам бы подошёл CountDownLatch вместо ReentrantLock и Condition.

[nemoCAP]

Vamp, спасибо, я знаю как решить эту задачу с использованием семафоров, volatile/atomic переменной=) цель вопроса - разобраться в работе ReentrantLock и Condition.