饥饿发生的原因：
- 高优先级的线程占用了大部分的cpu时间，低优先级线程发生饥饿
- 线程被永久堵塞在一个等待进入同步块的状态
- 线程在等待一个本身(在其上调用wait())也处于永久等待完成的对象
java中实现公平锁
- 使用锁而不是同步块
- 公平锁
如果一个线程的cpu执行时间都被其他线程抢占了，导致得不到cpu执行，这种情况就叫做“饥饿”，这个线程就会出现饥饿致死的现象，因为永远无法得到cpu的执行。解决饥饿现象的方法就是实现公平，保证所有线程都公平的获得执行的机会。
java中发生线程饥饿的原因
- 高优先级的线程占用了大部分的cpu时间，低优先级线程发生饥饿
- 线程被永久堵塞在一个等待进入同步块的状态
- 线程在等待一个本身(在其上调用wait())也处于永久等待完成的对象
高优先级的线程占用了大部分的cpu时间，低优先级线程发生饥饿
你可以给每个线程单独的设置优先级。优先级越高，就会获得越高的cpu执行的机会。
线程被永久堵塞在一个等待进入同步块的状态
java 的synchronize语句块不保证线程进入语句块的顺序，所以这就存在一个可能的问题，有一个线程一直阻塞在synchronize语句块，永远都无法进入synchronize。
线程在等待一个本身(在其上调用wait())也处于永久等待完成的对象
同样的，类似synchronize，notify也不保证线程被唤醒的顺序。所以也存在一个风险，就是一个wait的线程一直处于wait的状态，永远也没有被notify所唤醒。
java中实现公平锁
虽然无法实现完全100%公平，但是我们仍然可以尽可能的提高线程的公平性。
首先，我们研究一个简单的synchronize语句块：
public class Synchronizer{
public synchronized void doSynchronized(){
//do a lot of work which takes a long time
}
}
如果超过一个线程调用这个方法，那么只有一个线程可以进入这个方法执行，其他线程都必须等待，直到该线程退出。而且我们无法知道下一个进入synchronize的语句块的线程会是那一个
使用lock而不是synchronize
为了增加等待线程的公平性，我们可以用lock来替换synchronize
public class Synchronizer{
Lock lock = new Lock();
public void doSynchronized() throws InterruptedException{
this.lock.lock();
//critical section, do a lot of work which takes a long time
this.lock.unlock();
}
}
lock类的一个简单的实现如下：
public class Lock{
private boolean isLocked = false;
private Thread lockingThread = null;
public synchronized void lock() throws InterruptedException{
while(isLocked){
wait();
}
isLocked = true;
lockingThread = Thread.currentThread();
}
public synchronized void unlock(){
if(this.lockingThread != Thread.currentThread()){
throw new IllegalMonitorStateException(
"Calling thread has not locked this lock");
}
isLocked = false;
lockingThread = null;
notify();
}
}
注意到上面对Lock的实现，如果存在多线程并发访问lock()，这些线程将阻塞在对lock()方法的访问上。另外，如果锁已经锁上（校对注：这里指的是isLocked等于true时），这些线程将阻塞在while(isLocked)循环的wait()调用里面。要记住的是，当线程正在等待进入lock() 时，可以调用wait()释放其锁实例对应的同步锁，使得其他多个线程可以进入lock()方法，并调用wait()方法。
这回看下doSynchronized()，你会注意到在lock()和unlock()之间的注释：在这两个调用之间的代码将运行很长一段时间。进一步设想，这段代码将长时间运行，和进入lock()并调用wait()来比较的话。这意味着大部分时间用在等待进入锁和进入临界区的过程是用在wait()的等待中，而不是被阻塞在试图进入lock()方法中。
在早些时候提到过，同步块不会对等待进入的多个线程谁能获得访问做任何保障，同样当调用notify()时，wait()也不会做保障一定能唤醒线程因此这个版本的Lock类和doSynchronized()那个版本就保障公平性而言，没有任何区别。
但我们能改变这种情况。当前的Lock类版本调用自己的wait()方法，** 如果每个线程在不同的对象上调用wait()，那么只有一个线程会在该对象上调用wait()，Lock类可以决定哪个对象能对其调用notify()，因此能做到有效的选择唤醒哪个线程。**
实际上这就是公平锁的实现思想
公平锁
下面来讲述将上面Lock类转变为公平锁FairLock。你会注意到新的实现和之前的Lock类中的同步和wait()/notify()稍有不同。
准确地说如何从之前的Lock类做到公平锁的设计是一个渐进设计的过程，每一步都是在解决上一步的问题而前进的：Nested Monitor Lockout, Slipped Conditions和Missed Signals。这些本身的讨论虽已超出本文的范围，但其中每一步的内容都将会专题进行讨论。重要的是，每一个调用lock()的线程都会进入一个队列，当解锁后，只有队列里的第一个线程被允许锁住Farlock实例，所有其它的线程都将处于等待状态，直到他们处于队列头部。
public class FairLock {
private boolean isLocked = false;
private Thread lockingThread = null;
private List<QueueObject> waitingThreads =
new ArrayList<QueueObject>();
public void lock() throws InterruptedException{
QueueObject queueObject = new QueueObject();
boolean isLockedForThisThread = true;
synchronized(this){
waitingThreads.add(queueObject);
}
while(isLockedForThisThread){
synchronized(this){
isLockedForThisThread =
isLocked || waitingThreads.get(0) != queueObject;
if(!isLockedForThisThread){
isLocked = true;
waitingThreads.remove(queueObject);
lockingThread = Thread.currentThread();
return;
}
}
try{
queueObject.doWait();
}catch(InterruptedException e){
synchronized(this) { waitingThreads.remove(queueObject); }
throw e;
}
}
}
public synchronized void unlock(){
if(this.lockingThread != Thread.currentThread()){
throw new IllegalMonitorStateException(
"Calling thread has not locked this lock");
}
isLocked = false;
lockingThread = null;
if(waitingThreads.size() > 0){
waitingThreads.get(0).doNotify();
}
}
}
public class QueueObject {
private boolean isNotified = false;
public synchronized void doWait() throws InterruptedException {
while(!isNotified){
this.wait();
}
this.isNotified = false;
}
public synchronized void doNotify() {
this.isNotified = true;
this.notify();
}
public boolean equals(Object o) {
return this == o;
}
}
首先注意到lock()方法不在声明为synchronized，取而代之的是对必需同步的代码，在synchronized中进行嵌套。
FairLock新创建了一个QueueObject的实例，并对每个调用lock()的线程进行入队列。调用unlock()的线程将从队列头部获取QueueObject，并对其调用doNotify()，以唤醒在该对象上等待的线程。通过这种方式，在同一时间仅有一个等待线程获得唤醒，而不是所有的等待线程。这也是实现FairLock公平性的核心所在。
请注意，在同一个同步块中，锁状态依然被检查和设置，以避免出现滑漏条件。
还需注意到，QueueObject实际是一个semaphore。doWait()和doNotify()方法在QueueObject中保存着信号。这样做以避免一个线程在调用queueObject.doWait()之前被另一个调用unlock()并随之调用queueObject.doNotify()的线程重入，从而导致信号丢失。queueObject.doWait()调用放置在synchronized(this)块之外，以避免被monitor嵌套锁死，所以另外的线程可以解锁，只要当没有线程在lock方法的synchronized(this)块中执行即可。
最后，注意到queueObject.doWait()在try – catch块中是怎样调用的。在InterruptedException抛出的情况下，线程得以离开lock()，并需让它从队列中移除。
性能考虑
如果比较Lock和FairLock类，你会注意到在FairLock类中lock()和unlock()还有更多需要深入的地方。这些额外的代码会导致FairLock的同步机制实现比Lock要稍微慢些。究竟存在多少影响，还依赖于应用在FairLock临界区执行的时长。执行时长越大，FairLock带来的负担影响就越小，当然这也和代码执行的频繁度相关。
