使用guava Striped中的lock导致线程死锁的问题分析

在最近的开发调试当中,一个多线程的项目出现了线程死锁的问题。按照正常的解决思路,上监控工具yourkit或者自己打印出线程信息,最终的显示信息均为lock对象先拿到了自己的锁,然后去拿对方的锁,现状是这样的。但与一些正常的项目相比,按照正常的执行情况,是不可能出现死锁的。

项目使用了程序锁来保证并发情况下,一些操作只能由单个来执行,如一些不允许多次运行的场景。所谓程序锁,即通过由锁池获取相应的lock对象,然后进行lock操作,在相应的方法体内进行相应的控制。
项目中使用基于guava的striped来获取不同的锁,本来原来的代码是自己封装实现,但考虑到guava已经提供,因此直接使用了,相应的伪代码如下所示:

        Striped<Lock> lockStriped = Striped.lazyWeakLock(1024);

        Lock lock = lockStriped.get("动态生成的临界资源标识符");
        lock.lock();
        try{
            //执行业务操作
        } finally {
            lock.unlock();
        }

以上的代码因为足够的通用,因此被封装为一个LockAdvice,以实现通用的锁方法操作,只需要在需要加锁的方法上加上Lockable注解,就可以达到所要的效果。出现死锁的2个线程表现如下:

//线程1
加锁获取资源类型1
加锁获取资源类型2

//线程2
加锁获取资源类型1
加锁获取类型类型2

从上面的线程操作来看,加锁的顺序是一样的,释放锁的顺序也一致,因此理论上不会出现死锁。为保证锁切面的简单实现,上面的锁资源类型1 被表现为一个字符串,即通过不同的字符串来进行描述。也就是说,在上面的现象中,会有4个字符串进行锁的key进行操作。

问题场景被发现了,并且这个问题肯定会产生,多线程运行一段时间之后就会发生。查找问题产生的原因却很漫长。不知道为什么,使用jstack却没有打印出每个线程在哪一个环节持有哪个锁(是不是本身就没有),通过jstack的信息表示,相应的线程肯定持有对方的锁,而对方也在等级已方的锁,并且相应的锁的发生点也确定是在相应的锁切面准备执行的时候。剩下的问题就是看是否是相应的锁生成器striped本身就返回了相同的锁,如果由锁生成器本身就返回相同的锁,那么就肯定有问题了。

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guava中的FinalizableReferenceQueue解析

1 引用队列的监控和回调
当创建一个引用队列时,我们需要对这个队列进行监控,即开启一个新的线程来循环判断此队列信息,并从中获取相应的数据信息。在guava中,也是通过创建一个线程然后在循环中进行判断,如下所示(类com.google.common.base.internal.Finalizer):

    Thread thread = new Thread(finalizer);
    thread.setName(Finalizer.class.getName());
    thread.setDaemon(true);

    thread.start();

即创建一个以finalizer runnable对象的线程,然后启动之,为避免阻止进程结束,采用了后台线程的模式。那在这个finalizer中,其运行如下所示:

while (true) {
      try {
        if (!cleanUp(queue.remove())) {
          break;
        }
      } catch (InterruptedException e) { /* ignore */ }
    }

即不断地获取队列中的数据,然后调用cleanUp方法.而在cleanUp方法中,其实就是调用相应对象的回调方法,即当一个对象已经被gc时的回调。

在guava中,从队列中移除的是一个是reference对象。在java体系中,并没有在reference对象中定义相应的回调方法,因此guava为jdk的reference增加了新的定义接口,称之为FinalizableReference。在这个接口中,即定义了一个相应的回调函数,如下所示:

/** 当引用被gc之后,此方法会被触发调用 */
  void finalizeReferent();

因为增加了新的接口,因此我们自己来使用的话,就即要继承于jdk的weakReference,又要实现此接口。为方便,guava定义了3套与jdk兼容的引用对象。即FinalizableWeakReference,FinalizableSoftReference和FinalizablePhantomReference。可以理解为就是一个对jdk原类型的一个适配。

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