java併發（十三）巢狀管程鎖死

巢狀管程鎖死類似於死鎖，下面是乙個巢狀管程鎖死的場景：

[quote]執行緒1獲得a物件的鎖。

執行緒1獲得物件b的鎖（同時持有物件a的鎖）。

執行緒1決定等待另乙個執行緒的訊號再繼續。

執行緒1呼叫b.wait()，從而釋放了b物件上的鎖，但仍然持有物件a的鎖。

執行緒2需要同時持有物件a和物件b的鎖，才能向執行緒1發訊號。

執行緒2無法獲得物件a上的鎖，因為物件a上的鎖當前正被執行緒1持有。

執行緒2一直被阻塞，等待執行緒1釋放物件a上的鎖。

執行緒1一直阻塞，等待執行緒2的訊號，因此，不會釋放物件a上的鎖，

而執行緒2需要物件a上的鎖才能給執行緒1發訊號……[/quote]

你可以能會說，這是個空想的場景，好吧，讓我們來看看下面這個比較挫的lock實現：

//lock implementation with nested monitor lockout problem
public class lock
}islocked = true;}}
public void unlock()}}
}

可以看到，lock()方法首先在」this」上同步，然後在monitorobject上同步。如果islocked等於false，因為執行緒不會繼續呼叫monitorobject.wait()，那麼一切都沒有問題。但是如果islocked等於true，呼叫lock()方法的執行緒會在monitorobject.wait()上阻塞。

這裡的問題在於，呼叫monitorobject.wait()方法只釋放了monitorobject上的管程物件，而與」this「關聯的管程物件並沒有釋放。換句話說，這個剛被阻塞的執行緒仍然持有」this」上的鎖。

（校對注：如果乙個執行緒持有這種lock的時候另乙個執行緒執行了lock操作）當乙個已經持有這種lock的執行緒想呼叫unlock(),就會在unlock()方法進入synchronized(this)塊時阻塞。這會一直阻塞到在lock()方法中等待的執行緒離開synchronized(this)塊。但是，在unlock中islocked變為false，monitorobject.notify()被執行之後，lock()中等待的執行緒才會離開synchronized(this)塊。

簡而言之，在lock方法中等待的執行緒需要其它執行緒成功呼叫unlock方法來退出lock方法，但是，在lock()方法離開外層同步塊之前，沒有執行緒能成功執行unlock()。

結果就是，任何呼叫lock方法或unlock方法的執行緒都會一直阻塞。這就是巢狀管程鎖死。

[b]乙個更現實的例子[/b]

你可能會說，這麼挫的實現方式我怎麼可能會做呢？你或許不會在裡層的管程物件上呼叫wait或notify方法，但完全有可能會在外層的this上調。

有很多類似上面例子的情況。例如，如果你準備實現乙個公平鎖。你可能希望每個執行緒在它們各自的queueobject上呼叫wait()，這樣就可以每次喚醒乙個執行緒。

下面是乙個比較挫的公平鎖實現方式：

//fair lock implementation with nested monitor lockout problem
public class fairlock catch(interruptedexception e)}}
waitingthreads.remove(queueobject);
islocked = true;
lockingthread = thread.currentthread();}}
public synchronized void unlock()
islocked = false;
lockingthread = null;
if(waitingthreads.size() > 0)}}
}public class queueobject {}

乍看之下，嗯，很好，但是請注意lock方法是怎麼呼叫queueobject.wait()的，在方法內部有兩個synchronized塊，乙個鎖定this，乙個嵌在上乙個synchronized塊內部，它鎖定的是區域性變數queueobject。

當乙個執行緒呼叫queueobject.wait()方法的時候，它僅僅釋放的是在queueobject物件例項的鎖，並沒有釋放」this」上面的鎖。

現在我們還有乙個地方需要特別注意， unlock方法被宣告成了synchronized，這就相當於乙個synchronized（this）塊。這就意味著，如果乙個執行緒在lock()中等待，該執行緒將持有與this關聯的管程物件。所有呼叫unlock()的執行緒將會一直保持阻塞，等待著前面那個已經獲得this鎖的執行緒釋放this鎖，但這永遠也發生不了，因為只有某個執行緒成功地給lock()中等待的執行緒傳送了訊號，this上的鎖才會釋放，但只有執行unlock()方法才會傳送這個訊號。

因此，上面的公平鎖的實現會導致巢狀管程鎖死。更好的公平鎖實現方式可以參考starvation and fairness。

[b]巢狀管程鎖死 vs 死鎖[/b]

巢狀管程鎖死與死鎖很像：都是執行緒最後被一直阻塞著互相等待。

但是兩者又不完全相同。在死鎖中我們已經對死鎖有了個大概的解釋，死鎖通常是因為兩個執行緒獲取鎖的順序不一致造成的，執行緒1鎖住a，等待獲取b，執行緒2已經獲取了b，再等待獲取a。如死鎖避免中所說的，死鎖可以通過總是以相同的順序獲取鎖來避免。

但是發生巢狀管程鎖死時鎖獲取的順序是一致的。執行緒1獲得a和b，然後釋放b，等待執行緒2的訊號。執行緒2需要同時獲得a和b，才能向執行緒1傳送訊號。所以，乙個執行緒在等待喚醒，另乙個執行緒在等待想要的鎖被釋放。

不同點歸納如下：

[quote]死鎖中，二個執行緒都在等待對方釋放鎖。

巢狀管程鎖死中，執行緒1持有鎖a，同時等待從執行緒2發來的訊號，執行緒2需要鎖a來發訊號給執行緒1。[/quote]

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巢狀管程鎖死

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