講線程進(jìn)程安全

第三章線程/進(jìn)程安全第一頁，共四十五頁。進(jìn)程和線程是兩個范圍不同的概念。進(jìn)程是程序在計算機(jī)上的一次執(zhí)行活動。運行一個程序，相當(dāng)于啟動了一個進(jìn)程。進(jìn)程是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配的單位，通俗地講，是一個正在執(zhí)行的程序。線程是進(jìn)程中的一個實體，是被系統(tǒng)獨立調(diào)度和分派的基本單位，它可與同屬一個進(jìn)程的其它線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源。一個線程可以創(chuàng)建和撤消另一個線程，同一進(jìn)程中的多個線程之間可以并發(fā)執(zhí)行。比如，一個在線播放軟件，在播放歌曲的同時還可以進(jìn)行下載，就可認(rèn)為這兩件工作由不同的線程完成。第二頁，共四十五頁。線程和進(jìn)程的開發(fā)和相關(guān)操作，在程序設(shè)計中具有重要地位,線程和進(jìn)程的安全和系統(tǒng)的安全息息相關(guān)。對于不夠熟練的程序員來說，很容易出現(xiàn)安全隱患，而這些安全問題又具有不間斷發(fā)生，難于調(diào)試等特點。一般說來，線程的安全性主要來源于其運行的并發(fā)性和對資源的共享性；進(jìn)程的安全性主要在應(yīng)用級別，在于其對系統(tǒng)的威脅性，不過對于系統(tǒng)軟件的開發(fā)者，進(jìn)程安全的考慮需要更加深入。本章主要針對線程和進(jìn)程開發(fā)過程中的安全問題進(jìn)行講述，首先基于面向?qū)ο笳Z言，講解線程的的基本機(jī)制，然后講解線程操作過程中的幾個重要的安全問題：線程同步安全、線程協(xié)作安全、線程死鎖、線程控制，最后講解進(jìn)程安全。第三頁，共四十五頁。3.1線程機(jī)制第四頁，共四十五頁。3.1.1為什么需要線程由于Java在線程操作方面具有較好的面向?qū)ο筇匦?，也具有一定的代表性本章基于Java語言進(jìn)行講解。實際上，多線程最直觀的說法是：讓應(yīng)用程序看起來好像同時能做好幾件事情。為了表達(dá)這個問題，我們用一個案例來說明。比如，需要在控制臺上每隔1秒鐘打印一個歡迎信息。代碼如下所示：

publicclassP03_01{publicstaticvoidmain(String[]args){while(true){System.out.println("Welcome");try{Thread.sleep(1000);}catch(Exceptionex){}}System.out.println("其他工作");//代碼行1}}第五頁，共四十五頁。該程序似乎沒有什么問題，運行時，"Welcome"也能不斷打印。但是，我們發(fā)現(xiàn)，打印函數(shù)中的while循環(huán)是個死循環(huán)，也就是說，這個死循環(huán)不運行完畢，程序?qū)⒉荒茏髌渌虑?。比如，程序中的代碼行1永遠(yuǎn)也無法運行。這就給程序的功能形成了巨大的阻礙。在實際應(yīng)用開發(fā)的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一個程序看起來同時作好幾件事情的情況，如程序進(jìn)行一個用時較長的計算，希望該計算進(jìn)行的時候，程序還可以做其他事情；程序進(jìn)行一個用時較長的計算，希望該計算進(jìn)行的時候，程序還可以做其他事情；軟件要能夠接受多個客戶的請求，而讓客戶感覺不出等待；媒體播放器在播放歌曲的同時也能下載電影；財務(wù)軟件在后臺進(jìn)行財務(wù)匯總的同時還能接受終端的請求；等等。第六頁，共四十五頁。在這些情況下，多線程就能夠起到巨大的作用。線程和進(jìn)程的關(guān)系很緊密，進(jìn)程和線程是兩個不同的概念，但是進(jìn)程的范圍大于線程。通俗地說，進(jìn)程就是一個程序，線程是這個程序能夠同時做的各件事情。比如，媒體播放機(jī)運行時就是一個進(jìn)程，而媒體播放機(jī)同時做的下載文件和播放歌曲，就是兩個線程。以上代碼如果用線程來進(jìn)行開發(fā)，在Java語言里面，就可以用如P03_02.java的方式(其他語言類似)。第七頁，共四十五頁。運行，就會發(fā)現(xiàn)，此時“打印歡迎信息”和“其他工作”就“同時”做了。第八頁，共四十五頁。3.1.2線程機(jī)制和生命周期每個程序至少自動擁有一個線程，稱為主線程。當(dāng)程序加載到內(nèi)存時，啟動主線程。從上節(jié)的程序可以看出，代碼行：實際上相當(dāng)于實例化一個新的線程對象，并運行該線程中的run()函數(shù)。該線程的運行并不影響主線程向下執(zhí)行，這是為什么呢？這是由于多線程的機(jī)制實際上相當(dāng)于CPU交替分配給不同的代碼段來運行：也就是說，某一個時間片，某線程運行，下一個時間片，另一個線程運行，各個線程都有搶占CPU的權(quán)利，至于決定哪個線程搶占，是操作系統(tǒng)需要考慮的事情。由于時間片的輪轉(zhuǎn)非?？?，用戶感覺不出各個線程搶占CPU的過程，看起來好像計算機(jī)在“同時”做好幾件事情。WelcomeThreadwt=newWelcomeThread();wt.start(); 第九頁，共四十五頁。一個線程有從創(chuàng)建、運行到消亡的過程，稱為線程的生命周期。用線程的狀態(tài)（state）表明線程處在生命周期的哪個階段。線程有創(chuàng)建、可運行、運行中、阻塞、死亡五種狀態(tài)。通過線程的控制與調(diào)度可使線程在這幾種狀態(tài)間轉(zhuǎn)化。這五種狀態(tài)詳細(xì)描述如下：1：創(chuàng)建狀態(tài)：使用new運算符創(chuàng)建一個線程后。該線程僅僅是一個空對象，系統(tǒng)沒有分配資源。2：可運行狀態(tài)：使用start()方法啟動一個線程后，系統(tǒng)分配了資源，使該線程處于可運行狀態(tài)（Runnable）。3：運行中狀態(tài)：占有CPU，執(zhí)行線程的run()方法。4：阻塞狀態(tài)：運行的線程因某種原因停止繼續(xù)運行。5：死亡狀態(tài)：線程結(jié)束。第十頁，共四十五頁。線程的安全隱患可能出現(xiàn)在各個狀態(tài)。一般說來，線程的安全性來源于兩個方面：1：多個線程之間可能會共享進(jìn)程的內(nèi)存資源。2：CPU的某個時間片分配給哪個線程使用，默認(rèn)情況下無法由用戶控制。多線程的安全問題比較復(fù)雜，解決方法繁多，在這里我們闡述幾個比較典型的安全問題。第十一頁，共四十五頁。3.2線程同步安全第十二頁，共四十五頁。3.2.1線程同步默認(rèn)情況下，線程都是獨立的，而且異步執(zhí)行，線程中包含了運行時所需要的數(shù)據(jù)或方法，而不需要外部的資源或方法，也不必關(guān)心其它線程的狀態(tài)或行為。但是在多個線程在運行時共享數(shù)據(jù)的情況下，就需考慮其他線程的狀態(tài)和行為，否則就不能保證程序的運行結(jié)果的正確性。在某些項目中，經(jīng)常會出現(xiàn)線程同步的問題，即：多個線程在訪問同一資源時，會出現(xiàn)安全問題。本節(jié)基于一個簡單的案例，針對線程的同步問題進(jìn)行闡述。所謂同步，就是在發(fā)出一個功能調(diào)用時，在沒有得到結(jié)果之前，該調(diào)用就不返回，同時其它線程也不能調(diào)用這個方法。通俗地講，一個線程是否能夠搶占CPU，必須考慮另一個線程中的某種條件，而不能隨便讓操作系統(tǒng)按照默認(rèn)方式分配CPU，如果條件不具備，就應(yīng)該等待另一個線程運行，直到條件具備。第十三頁，共四十五頁。3.2.2案例分析給出一個案例：有若干張飛機(jī)票，2個線程去賣它們，要求沒有票時能夠提示：沒有票了。以最后剩下3張票為例。首先用傳統(tǒng)方法來編寫這段代碼。代碼如P03_03.java所示。運行，控制臺打印如下：

第十四頁，共四十五頁。這段程序貌似沒有問題。但是它是很不安全的，并且這種不安全性很難發(fā)現(xiàn)，會給項目后期維護(hù)帶來巨大的代價。觀察程序中的代碼行1處的注釋，當(dāng)只剩下一張票時，線程1賣出了最后一張票，接著要運行ticketNum--，但在ticketNum--還沒來得及運行的時候，線程2有可能搶占CPU，來判斷當(dāng)前有無票可賣，此時，由于線程1還沒有將ticketNum--，當(dāng)然票數(shù)還是1，線程2判斷還可以買票，這樣，最后一張票賣出了兩次。當(dāng)然，上面的程序中，沒有給線程2以買票的機(jī)會，實際上票都由線程1賣出，我們看不出其中的問題。為了讓大家看清這個問題，我們模擬線程1和線程2交替賣票的情況。將P03_03.java的代碼改為P03_04.java：第十五頁，共四十五頁。該代碼中，增加了一行：程序休眠1000毫秒，讓另一個線程來搶占CPU。運行，控制臺打印如下：

最后一張票被賣出兩次，系統(tǒng)不可靠。第十六頁，共四十五頁。更為嚴(yán)重的是，該問題的出現(xiàn)很具有隨機(jī)性。比如，有些項目在實驗室運行階段沒有問題，因為哪個線程搶占CPU，是由操作系統(tǒng)決定的，用戶并沒有權(quán)利干涉，也無法預(yù)測，所以，項目可能在商業(yè)運行階段出現(xiàn)了問題，等到維護(hù)人員去查問題的時候，由于問題出現(xiàn)的隨機(jī)性，問題可能就不出現(xiàn)了。這種工作往往給維護(hù)帶來了巨大的代價。以上案例是多個線程消費有限資源的情況，該情況下還有很多其他案例，如：多個線程，向有限空間寫數(shù)據(jù)時：線程1寫完數(shù)據(jù)，空間滿了，但沒來得及告訴系統(tǒng)；此時另一個線程搶占CPU，也來寫，不知道空間已滿，造成溢出。第十七頁，共四十五頁。3.2.3解決方案怎樣解決這個問題？很簡單，就是讓一個線程賣票時其他線程不能搶占CPU。根據(jù)定義，實際上相當(dāng)于要實現(xiàn)線程的同步，通俗地講，可以給共享資源（在本例中為票）加一把鎖，這把鎖只有一把鑰匙。哪個線程獲取了這把鑰匙，才有權(quán)利訪問該共享資源。有一種比較直觀的方法，可以在共享資源（如“票”）每一個對象內(nèi)部都增加一個新成員，標(biāo)識“票”是否正在被賣中，其他線程訪問時，必須檢查這個標(biāo)識，如果這個標(biāo)識確定票正在被賣中，線程不能搶占CPU。這種設(shè)計理論上當(dāng)然也是可行，但由于線程同步的情況并不是很普遍，僅僅為了這種小概率事件，在所有對象內(nèi)部都開辟另一個成員空間，帶來極大的空間浪費，增加了編程難度，所以，一般不采用這種方法?，F(xiàn)代的編程語言的設(shè)計思路都是把同步標(biāo)識加在代碼段上，確切的說，是把同步標(biāo)識放在“訪問共享資源（如賣票）的代碼段”上。第十八頁，共四十五頁。不同語言中，同步代碼段的實現(xiàn)模型類似，只是表達(dá)方式有些不同。這里以Java語言為例，在Java語言中，synchronized關(guān)鍵字可以解決這個問題，整個語法形式表現(xiàn)為：注意，synchronized后的“同步鎖對象”，必須是可以被各個線程共享的，如this、某個全局標(biāo)量等。不能是一個局部變量。其原理為：當(dāng)某一線程運行同步代碼段時，在“同步鎖對象”上置一標(biāo)記，運行完這段代碼，標(biāo)記消除。其他線程要想搶占CPU運行這段代碼，必須在“同步鎖對象”上先檢查該標(biāo)記，只有標(biāo)記處于消除狀態(tài)，才能搶占CPU。在上面的例子中，this是一個“同步鎖對象”。synchronized(同步鎖對象){//訪問共享資源，需要同步的代碼段} 第十九頁，共四十五頁。因此，在上面的案例中，可以將將賣票的代碼用synchronized代碼塊包圍起來，“同步鎖對象”取this。如代碼P03_05.java所示。運行，可以得到如下效果。

第二十頁，共四十五頁。這說明程序運行完全正常。從以上代碼可以看出，該方法的本質(zhì)是將需要獨占CPU的代碼用synchronized(this)包圍起來。如前所述，一個線程進(jìn)入這段代碼之后，就在this上加了一個標(biāo)記，直到該線程將這段代碼運行完畢，才釋放這個標(biāo)記。如果其他線程想要搶占CPU，先要檢查this上是否有這個標(biāo)記。若有，就必須等待。但是可以看出，該代碼實際上運行較慢，因為一個線程的運行，必須等待另一個線程將同步代碼段運行完畢。因此，從性能上講，線程同步是非常耗費資源的一種操作。我們要盡量控制線程同步的代碼段范圍，理論上說，同步的代碼段范圍越小，段數(shù)越少越好，因此在某些情況下，推薦將小的同步代碼段合并為大的同步代碼段。第二十一頁，共四十五頁。實際上，在Java內(nèi)，還可以直接把synchronized關(guān)鍵字直接加在函數(shù)的定義上，這也是一種可以推薦的方法。不過，值得一提的是，如果不能確定整個函數(shù)都需要同步，那就要盡量避免直接把synchronized加在函數(shù)定義上的做法。如前所述，要控制同步粒度，同步的代碼段越小越好，synchronized控制的范圍越小越好，否則造成不必要的系統(tǒng)開銷。所以，在實際開發(fā)的過程中，要十分小心，因為過多的線程等待可能造成系統(tǒng)性能的下降，甚至造成死鎖。第二十二頁，共四十五頁。3.3線程協(xié)作安全第二十三頁，共四十五頁。3.3.1線程協(xié)作

有些情況下，多個線程合作完成一件事情的幾個步驟，此時線程之間實現(xiàn)了協(xié)作。如一個工作需要若干個步驟，各個步驟都比較耗時，不能因為它們的運行，影響程序的運行效果，最好的方法就是將各步用線程實現(xiàn)。但是，由于線程隨時都有可能搶占CPU，可能在前面一個步驟沒有完成時，后面的步驟線程就已經(jīng)運行，該安全隱患造成系統(tǒng)得不到正確結(jié)果。第二十四頁，共四十五頁。3.3.2案例分析給出一個案例：線程1負(fù)責(zé)完成一個復(fù)雜運算（比較耗時），線程2負(fù)責(zé)得到結(jié)果，并將結(jié)果進(jìn)行下一步處理。如：某個科學(xué)計算系統(tǒng)中，線程1負(fù)責(zé)計算1-1000各個數(shù)字的和(暫且認(rèn)為它非常耗時)，線程2負(fù)責(zé)得到這個結(jié)果并且寫入數(shù)據(jù)庫。讀者首先想到的是將耗時的計算放入線程。這是正確的想法。首先用傳統(tǒng)線程方法來編寫這段代碼，代碼如P03_06.java所示。第二十五頁，共四十五頁。該程序貌似沒有問題，也能夠打印正確結(jié)果，但是和上一節(jié)的例子一樣，它也是很不安全的，這種不安全性也很難發(fā)現(xiàn)，也會給項目后期維護(hù)帶來巨大的代價。該程序的安全隱患在哪里呢？觀察cal()函數(shù)中的代碼，當(dāng)線程th1運行后，線程th2運行，此時，線程th2隨時可能搶占CPU，而不一定要等線程th1運行完畢。當(dāng)然，在上面的例子中，可能因為線程th1運行較快，th2在它運行的過程中沒有搶占CPU，“碰巧”得到了正確結(jié)果，但是如果讓線程th2搶占CPU，這樣，系統(tǒng)可能得不到正確結(jié)果。為了解釋這個問題，將P03_06.java的代碼改為P03_07.java第二十六頁，共四十五頁。該代碼中，增加了一行：程序休眠1毫秒，讓另一個線程來搶占CPU。運行，控制臺打印如下：很顯然，這個結(jié)果不是我們所需要的。那為什么sum得到的結(jié)果為1呢？很明顯，線程th1的start函數(shù)運行時，相當(dāng)于讓求和過程以多線程形式運行，在它“休眠”之際，th2就搶占了CPU，在求和還沒開始做或只完成一部分時就打印sum，導(dǎo)致得到不正常結(jié)果。第二十七頁，共四十五頁。3.3.3解決方案怎樣解決？顯而易見，方法是：在運行一個線程時，命令其他線程等待該線程運行完畢，才能搶占CPU進(jìn)行運行。對于該問題，不同語言解決方法類似。以Java語言為例，在Java語言中，線程的join()方法可以解決這個問題。見代碼P03_08.java運行正常。實際上，該程序相當(dāng)于摒棄了“線程就是為了程序看起來同時做好幾件事情”的思想，將并發(fā)程序又變成了順序的，如果線程th1沒有運行完畢的話，程序會在th.join()處堵塞。如果cal()函數(shù)耗時較長，程序?qū)⒁恢钡却?。一般的方法是，可以將該工作放在另一個線程中，這樣，既不會堵塞主程序，又能夠保證數(shù)據(jù)安全性。見代碼P03_09.java第二十八頁，共四十五頁。3.4線程死鎖安全第二十九頁，共四十五頁。3.4.1線程死鎖死鎖(DeadLock)，是指兩個或兩個以上的線程在執(zhí)行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象。此時稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，這些永遠(yuǎn)在互相等待的線程稱為死鎖線程。產(chǎn)生死鎖的四個必要條件是：互斥條件：資源每次只能被一個線程使用。如前面的“線程同步代碼段”，就是只能被一個線程使用的典型資源；請求與保持條件：一個線程請求資源，但因為某種原因，該資源無法分配給它，于是該線程阻塞，此時，它對已獲得的資源保持不放；不剝奪條件：進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不管其是否阻塞，無法強(qiáng)行剝奪；循環(huán)等待條件：若干進(jìn)程之間互相等待，形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之一不滿足，就不會發(fā)生死鎖。第三十頁，共四十五頁。3.4.2案例分析以Java語言為例，死鎖一般來源于代碼段的同步，當(dāng)一段同步代碼被某線程運行時，其他線程可能進(jìn)入堵塞狀態(tài)(無法搶占CPU)，而剛好在該線程中，訪問了某個對象，此時，除非同步鎖定被解除，否則其他線程就不能訪問那個對象。這可以稱為“線程正在等待一個對象資源”。如果出現(xiàn)一種極端情況，一個線程等候另一個對象，而另一個對象又在等候下一個對象，以此類推。這個“等候鏈”如果進(jìn)入封閉狀態(tài)，也就是說，最后那個對象等候的是第一個對象，此時，所有線程都會陷入無休止的相互等待狀態(tài)，造成死鎖。盡管這種情況并非經(jīng)常出現(xiàn)，但一旦碰到，程序的調(diào)試將變得異常艱難。在這里給出一個死鎖的案例，如代碼P03_10.java第三十一頁，共四十五頁。這段程序也貌似沒有問題。但是和上一節(jié)的例子一樣，它也是很不安全的，這種不安全性也很難發(fā)現(xiàn)。觀察run()函數(shù)中的代碼，當(dāng)th1運行后，進(jìn)入代碼段1，鎖定了S1，如果此時th2運行，搶占CPU，進(jìn)入代碼段3，鎖定S2，那么th1就無法運行代碼段2，但是又沒有釋放S1，此時，th2也就不能運行代碼段4。造成互相等待。為了模擬這個過程，我們在程序中增加讓其休眠的代碼，好讓另一個線程來搶占CPU。將P03_10.java的代碼改為P03_11.java該代碼中，增加了一行：程序休眠1000毫秒，讓另一個線程來搶占CPU。運行，控制臺打印如下：

兩個線程陷入無休止的等待。其原因是，線程th1進(jìn)入代碼段1后，線程2搶占CPU，鎖定了S2，而線程th1對S1的鎖定又沒有解除，造成線程th2無法運行下去，當(dāng)然，由于線程th2鎖定了S2，線程th1也無法運行下去。死鎖是一個很重要的問題，它能導(dǎo)致整個應(yīng)用程序慢慢終止，尤其是當(dāng)開發(fā)人員不熟悉如何分析死鎖環(huán)境的時候，還很難被分離和修復(fù)。

第三十二頁，共四十五頁。3.4.3解決方案就語言本身來說，尚未直接提供防止死鎖的幫助措施，需要我們通過謹(jǐn)慎的設(shè)計來避免。一般情況下，我們主要是針對死鎖產(chǎn)生的四個必要條件來進(jìn)行破壞，用以避免和預(yù)防死鎖。在系統(tǒng)設(shè)計、線程開發(fā)等方面，注意如何不讓這四個必要條件成立，如何確定資源的合理分配算法，避免線程永久占據(jù)系統(tǒng)資源。以Java為例，Java并不提供對死鎖的檢測機(jī)制。但可以通過javathreaddump來進(jìn)行判斷：一般情況下，當(dāng)死鎖發(fā)生時，Java虛擬機(jī)處于掛起狀態(tài)，threaddump可以給出靜態(tài)穩(wěn)定的信息，從操作系統(tǒng)上觀察，虛擬機(jī)的CPU占用率為零，這時可以收集threaddump，查找"waitingformonitorentry"的線程，如果大量thread都在等待給同一個地址上鎖，說明很可能死鎖發(fā)生了。解決死鎖沒有簡單的方法，這是因為線程產(chǎn)生死鎖都各有各的原因，而且往往具有很高的負(fù)載。從技術(shù)上講，可以用如下方法來進(jìn)行死鎖排除：可以撤消陷于死鎖的全部線程?？梢灾饌€撤消陷于死鎖的進(jìn)程，直到死鎖不存在。從陷于死鎖的線程中逐個強(qiáng)迫放棄所占用的資源，直至死鎖消失。提示：關(guān)于死鎖的檢測與解除，有很多重要算法，如資源分配算法、銀行家算法等。在操作系統(tǒng)的一些參考資料中應(yīng)該可以進(jìn)行足夠了解。第三十三頁，共四十五頁。很多軟件產(chǎn)品內(nèi)置了死鎖解決策略，可做參考。如：數(shù)據(jù)庫死鎖。一個連接占用了另一個連接所需的數(shù)據(jù)庫鎖，它可能阻塞另一個連接。如果兩個或兩個以上的連接相互阻塞，產(chǎn)生死鎖。該情況下，一般會強(qiáng)制銷毀一個連接（通常是使用最少的連接），并回滾其事務(wù)。這將釋放所有與已經(jīng)結(jié)束的事務(wù)相關(guān)聯(lián)的鎖，至少允許其他連接中有一個可以獲取它們正在被阻塞的鎖。資源池耗盡死鎖。資源池太小，而每個線程需要的資源超過了池中的可用資源，產(chǎn)生死鎖。此時可以增加連接池的大小或者重構(gòu)代碼，以便單個線程不需要同時使用很多資源。第三十四頁，共四十五頁。3.5線程控制安全第三十五頁，共四十五頁。3.5.1安全隱患線程控制主要是對線程生命周期的一些操作，如暫停、繼續(xù)、消亡等。本節(jié)以Java語言為例，講解線程控制中的一些安全問題。Java中提供了對線程生命周期進(jìn)行控制的函數(shù)：stop()：停止線程；suspend()：暫停線程的運行；resume()：繼續(xù)線程的運行：destroy()：讓線程銷毀；等等。線程生命周期中的安全問題主要體現(xiàn)在：線程暫?；蛘呓K止時，可能對某些資源的鎖并沒有釋放，它所保持的任何資源都會保持鎖定狀態(tài)；線程暫停之后，我們無法預(yù)計它什么時候會繼續(xù)(一般和用戶操作有關(guān))，如果對某個資源的鎖長期被保持，其他線程在任何時候都無法再次訪問該資源，極有可能造成死鎖。針對這個問題，為減少出現(xiàn)死鎖的可能，Java1.2中，將Thread的stop()，suspend()，resume()以及destroy()方法定義為“已過時”方法，不再推薦使用。第三十六頁，共四十五頁。3.5.2案例分析如前所述，線程的暫停和繼續(xù)，早期采用suspend()和resume()方法，但是容易發(fā)生死鎖。以線程暫停為例，調(diào)用suspend()的時候，目標(biāo)線程會停下來，但卻仍然持有在這之前獲得的鎖定。此時，其他任何線程都不能訪問鎖定的資源，除非被“掛起”的線程恢復(fù)運行。如果它們想恢復(fù)目標(biāo)線程，同時又試圖使用任何一個鎖定的資源，就會造成死鎖。下面給出一個案例，來說明這個問題。屏幕上不斷打印歡迎信息，點擊按鈕，打印工作暫停；再點擊，繼續(xù)打印。傳統(tǒng)代碼如P03_12.java如果點擊“暫停”按鈕，則暫停打印；再點擊，繼續(xù)打印。如上所述，該代碼實際上在事件響應(yīng)中用suspend()和resume()來控制線程的暫停和繼續(xù)，是不安全的。第三十七頁，共四十五頁。3.5.3解決方案解決該問題，常見的方法有如下幾種：1：當(dāng)需要暫停時，干脆讓線程的run()方法結(jié)束運行以釋放資源(實際上就是讓該線程永久結(jié)束)；繼續(xù)時，新開辟一個線程繼續(xù)工作。怎樣讓run()方法結(jié)束呢？一般可用一個標(biāo)志告訴線程什么時候通過退出自己的run()方法來中止自己的執(zhí)行。2：將線程暫?；蚶^續(xù)，不使用suspend()和resume()，可在Thread類中置入一個標(biāo)志，指出線程應(yīng)該活動還是掛起。若標(biāo)志指出線程應(yīng)該掛起，便用wait()命其進(jìn)入等待狀態(tài)。若標(biāo)志指出線程應(yīng)當(dāng)恢復(fù)，則用一個notify()重新啟動線程。3：不推薦使用stop()來終止阻塞的線程，而應(yīng)換用由Thread提供的interrupt()方法，以便中止并退出堵塞的代碼。第三十八頁，共四十五頁。3.6進(jìn)程安全第三十九頁，共四十五頁。3.6.1進(jìn)程概述進(jìn)程是一個執(zhí)行中的程序，對每一個進(jìn)程來說，都有自己獨立的一片內(nèi)存空間和一組系統(tǒng)資源。進(jìn)程由進(jìn)程控制塊、程序段、數(shù)據(jù)段三部分組成。在進(jìn)程概念中，每一個進(jìn)程的內(nèi)部數(shù)據(jù)和狀態(tài)都是完全獨立的。一個進(jìn)程可以包含若干線程，線程可以幫助應(yīng)用程序同時做幾件事(比如一個線程向磁盤寫入文件，另一個則接收用戶的按鍵操作并及時做出反應(yīng)，互相不干擾)。進(jìn)程也有運行、阻塞、就緒三種狀態(tài)，并隨一定條件而相互轉(zhuǎn)化。

第四十頁，共四十五頁。3.6.2進(jìn)程安全問題由于進(jìn)程的獨立性，從應(yīng)用的角度講，進(jìn)程安全比線程安全更受重視，一般針對已有的進(jìn)程進(jìn)行安全方面的控制。如：在系統(tǒng)安全中發(fā)現(xiàn)并清除病毒進(jìn)程；在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，優(yōu)化守護(hù)進(jìn)程或端口掃描進(jìn)程；等等。不過，從開發(fā)者（編程）的角度，進(jìn)程的安全所需要考慮的問題和線程類似，但由于線程能夠共享進(jìn)程的資源，所以線程安全一般考慮的問題比進(jìn)程安全多。不過，對于開發(fā)多個進(jìn)程能夠運行的系統(tǒng)軟件（如操作系統(tǒng)