兩個線程程序防止死鎖

Question

假設我有以下代碼，其中，一個線程產生平方和，而另一個線程打印它們把它們寫到一個緩衝器：

import java.util.*; 

public class Something { 

public static Buffer buffer = new Buffer(); 

public static class Buffer { 

    private int[] buffer; 
    private static final int size = 10; 

    //Indexes for putting and taking element form buffer 
    private int in, out; 

    //Number of elements in buffer 
    private int k; 

    public Buffer() { 
     buffer = new int[size]; 
     in = 0; 
     out = 0; 
     k = 0; 
    } 

    public synchronized void put(int e) { 
     try { 
      while (k == buffer.length) { 
       wait(); 
      } 
     } catch (InterruptedException ex) { 
     } 
     buffer[in] = e; 
     k++; 
     in = ++in % size; 
     notifyAll(); 
    } 

    public synchronized int take() { 
     try { 
      while (k == 0) { 
       wait(); 
      } 
     } catch (InterruptedException ex) { 
     } 
     int e = buffer[out]; 
     buffer[out] = 0; 
     out = ++out % size; 
     k--; 
     notifyAll(); 
     return e; 
    } 

    public synchronized boolean notEmpty() { 
     return k != 0; 
    } 

} 

public static class Generator implements Runnable { 

    int limit; 

    public Generator(int lim) { 
     limit= lim; 
    } 

    @Override 
    public void run() { 
     for (int i = 1; i < limit; i++) { 
      buffer.put(i * i); 
     } 
    } 
} 

public static class Printer implements Runnable { 

    private Thread[] generators; 

    public Printer(Thread[] gen) { 
     generators = gen; 
    } 

    public synchronized boolean nobody() { 
     for (Thread th : generators) { 
      if (th.isAlive()) { 
       return false; 
      } 
     } 
     return true; 
    } 

    @Override 
    public void run() { 
     int x = 0; 
     while (!nobody() || buffer.notEmpty()) { 
      x = buffer.take(); 
      System.out.println(x); 
     } 
    } 
} 

public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
    Thread generator = new Thread(new Generator(69)); 
    Thread printer = new Thread(new Printer(new Thread[]{generator})); 

    generator.start(); 
    printer.start(); 

    generator.join(); 
    printer.join(); 
} 

}

發生器應該產生的平方直到達到某個限制（在這種情況下，限制= 69）。打印機應打印由Generator生成的所有值。緩衝區有點像環形緩衝區。用於放置（在）和取（出）元素的索引在緩衝區大小的範圍內循環。緩衝區有從緩衝區中放入和取出元素的方法。發生器線程如果已滿（即，沒有零元素;爲了精確起見零元素爲0），它不能將元素放入緩衝區中。打印機以這種方式工作：首先檢查是否有活動的生成器線程，然後檢查緩衝區是否只包含零個元素。如果這兩個條件都不成立，則打印機線程終止。

現在，解決問題。我總是打印從1到68的所有方塊，這是該程序的預期輸出。 但是，在所有數字輸出後非常罕見的情況下，我得到了一個僵局。多少次？那麼，也許在100個程序執行中有1個。我不得不繼續在NetBeans上點擊「F6」，以免陷入僵局。是的，我知道我可以測試這個只需將所有主代碼放入for循環。 相反，如果我在打印機的運行方法中註釋掉打印行，幾乎總是發生死鎖。在這裏：

 @Override 
     public void run() { 
     int x = 0; 
     while (!nobody() || buffer.notEmpty()) { 
      x = buffer.take(); 
      //System.out.println(x); 
     } 
    } 

我不希望這種行爲，因爲元素仍然會從緩衝和發電機所應被喚醒。

爲什麼會發生這種情況？我該如何解決它？ 很抱歉，如果問題不夠清楚，我會盡可能地澄清它，如果需要的話。

Answer 1

我想我解決了這個問題。這是我得到的結果：有一個很短的時間，其中Generator線程仍然存在（即Thread.isAlive()將返回true），但Generator已將for -loop離開run()。如果Printer在此時間內在其run()內查詢其while條件，它將嘗試take()東西，那不是（並且永遠不會）。事實上，您可以驗證Generator總是結束，這意味着Printer一側的終止檢測出現故障。對於一個熱修復程序，你可以簡單地添加了一個幻常量爲Printer s，而條件：

@Override 
public void run() { 
    int x = 0; 
    int count = 0; 
    while (++count < 69) { 
     x = buffer.take(); 
     System.out.println(x); 
    } 
} 

對於一個乾淨終止檢測，你可以一些常見的標誌變量設置爲false，這表明該Generator已經完成的工作， Printer可以停止工作。但是這必須以同步的方式完成，這意味着Printer不允許查詢這個條件，而Generator在它的最後push之後，但是在它設置該公共標誌之前。