ArtOfMP--互斥性

理论部分

  • 互斥性(critical section
    不同线程的关键区域不会交叉,即对于线程A 和线程B来说,要么 CS_A^j\rightarrow CS_B^k 成立,要么 CS_B^k\rightarrow CS_A^j 成立。
  • 无死锁
    如果有线程尝试获取锁,则这个线程会获取到锁的。
  • 无饿死
    每个尝试获取锁的线程最终都会获取锁的。

算法探究

LockOne算法

class LockOne implements Lock {
  private boolean[] flag = new boolean[2];
  // thread-local index, 0 or 1
  private static ThreadLocal<Integer> myIndex;
  public void lock() {
    int i = ThreadID.get();
    int j = i-1;
    flag[i] = true;
    while (flag[j]) {}          // wait
  }
  public void unlock() {
    int i = ThreadID.get();
    flag[i] = false;
  }
  // Any class implementing Lock must provide these methods
  public Condition newCondition() {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public boolean tryLock(long time,
      TimeUnit unit)
      throws InterruptedException {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public boolean tryLock() {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
}
  • 满足互斥性
    证明:反证法
    线程A进入关键区可表示为read_A(flag[B]=false),线程A退出临界区可表示为write_A(flag[A]=false)
    线程B进入关键区可表示为read_B(flag[A]=false),线程B退出临界区可表示为write_B(flag[B]=false)
    已知CS_A^j不早于CS_B^k,则有read_B(flag[A]=false)早于write_A(flag[A]=false) ;显然有write_A(flag[A]=true)早于write_A(flag[A]=false),则有read_B(flag[A]=false)早于write_A(flag[A]=true),否则B肯定进入不了关键区,即write_A(flag[A]=true)早于read_B(flag[A]=false)早于write_A(flag[A]=false)
    已知CS_B^k不早于CS_A^j,类似的有:
    read_A(flag[B]=false)\rightarrow write_B(flag[B]=true).
    违反了区间早于偏序关系第一条:事件A早于事件A是不成立的。
  • 如果线程并发执行,则会有死锁出现;
  • 如果两个线程一前一后地交替执行,则不会有死锁;

LockTwo算法

class LockTwo implements Lock {
  private int victim;
  // thread-local index, 0 or 1
  public void lock() {
    int i = ThreadID.get();
    victim = i;                 // let the other go first
    while (victim == i) {}      // spin
  }
  public void unlock() {}
  
  // Any class implementing Lock must provide these methods
  public Condition newCondition() {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public boolean tryLock(long time,
      TimeUnit unit)
      throws InterruptedException {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public boolean tryLock() {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  
}
  • 满足互斥性
    证明:
    已知CS_A^j不早于CS_B^k,则A肯定要进入关键区,有write_A(victim=A)早于write_B(victim=B)早于read_A(victim=B)成立;
    已知CS_B^k不早于CS_A^j,则B要进入关键区,有write_B(victim=B)早于write_A(vicitim=A)早于read_B(victim=A)成立。
    已出现矛盾,因为write_A(victim=A)早于write_B(victim=B)write_B(victim=B)早于write_A(vicitim=A)同时成立,违反了区间早于偏序关系性质第二条:如果事件A早于事件B成立,则事件B早于事件A必不成立。
  • 如果线程一前一后交替执行,则会有死锁出现;
  • 如果线程并发执行,则不会有死锁

Peterson算法

class Peterson implements Lock {
  private boolean[] flag = new boolean[2];
  private int victim;
  public void lock() {
    int i = ThreadID.get();
    int j = 1-i;
    flag[i] = true;
    victim  = i;
    while (flag[j] && victim == i) {}; // spin
  }
  public void unlock() {
    int i = ThreadID.get();
    flag[i] = false; 
  }
  // Any class implementing Lock must provide these methods
  public Condition newCondition() {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public boolean tryLock(long time,
      TimeUnit unit)
      throws InterruptedException {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public boolean tryLock() {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
}
  • 满足互斥
  • 无死锁
  • 无饿死
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 214,233评论 6 495
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,357评论 3 389
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,831评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,313评论 1 288
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,417评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,470评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,482评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,265评论 0 269
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,708评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,997评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,176评论 1 342
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,827评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,503评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,150评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,391评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,034评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,063评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容