【Java】スレッドのデッドロックの原因について

Question

いつもお世話になっております。

以下のコードで、デッドロックが発生してしまっているようなのですが、なぜデッドロックになっているのでしょうか。

showメソッドの排他制御が原因でデッドロックになっているということまでは分かっているのですが、排他制御についての理解が乏しく、なぜデッドロックになっているのかが分かっておりません。

以下問題集の内容抜粋

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO 自動生成されたメソッド・スタブ

		CountThread c1 = new CountThread();
		CountThread c2 = new CountThread();
		c1.setCountThread(c2);
		c2.setCountThread(c1);
		c1.start();
		c2.start();
	}
}

class CountThread extends Thread {
	CountThread c;
	int i = 0;

	public void setCountThread(CountThread c) {
		this.c = c;
	}

	public synchronized void display(CountThread c) {
		try {
			Thread.sleep(10);
			c.show();
		} catch (InterruptedException e) {

		}
	}

	public  synchronized void show() {
		System.out.println(c.getName());
	}

	public void run() {
		display(c);
	}

}

Comments

[dodox86]

そもそもですが、コードの意図が分かりません。c1.setCountThread(c2); と、c1のインスタンスにc2を預け、c2にc1を預けているのは何故でしょう。やりたいことが分からないです。synchronizedメソッドが思いっきり競合しているように見えます。何か、排他制御したいリソースをカウントしたい意図があるのでしょうか。c.getName()と、getNameインスタンスメソッドが見当たりませんが、コードの一部なのでしょうか。

[退会済みユーザー]

行番号はいれないでください。
マークダウン記法の意味がありません

[kazu0630]

dodox86さん

実はこれは私が書いたものではなく、問題集のコードです。
なので、私が意図して書いたソースコードではありません。
getNameメソッドについては、CountThread extends Threadとなっており、Threadクラスを継承しているため、ThreadクラスのgetNameメソッドを呼び出しているようです。

asahina1979さん

行番号は削除致しました。

[dodox86]

> 実はこれは私が書いたものではなく、問題集のコードです。
なるほど、デッドロックするコードなので、その原因を探って直せ、と言う問題だということですか。

[kazu0630]

コードをコンパイル、実行するとどういう結果になりますいか？という問題で、答えがデッドロックになるという解答になっております。

私の理解が乏しく、なぜそのようになっているのかが分からず、質問をさせていただいた次第です。

[退会済みユーザー]

問題集の問題ならその旨を書きましょう。

[kazu0630]

asahina1979さん

追記致しました

Answer 1

synchronizedメソッドは言わばそのスレッドのthisをロックオブジェクトとして動作します。※「synchronizedメソッドはそのスレッドのthisを使っている」相当の記述は公式では見当たらないので、単なるこの場での「例え」です。ご注意ください。
Synchronized Methods - ORACLE The Java Tutorials

ご提示のコードを例に、流れの説明を試みます。まず、c1.start();の実行によりc1のインスタンスのスレッドがrun()で始動し、c1のインスタンスでsynchronized display()を実行します。ここで、c1はロック状態になります。-- (1)

ほぼ同時にc2.start();の実行によりc2のインスタンスのスレッドがrun()で始動します。c2のインスタンスでsynchronized void display()を実行します。ここで、c2のスレッドもロック状態になります。-- (2)

c1によるsynchronized void display()の実行では、Thread.sleep(10)により10ミリ秒待機後にあらかじめプライベートフィールドにセットしたc2のインスタンスでc2.show()を実行しますが、このshow()もsynchronizedメソッドです。先に (2)にてc2はロック状態になったままであるので、実行がブロックされます。

同様に、c2によるsynchronized void display()の実行では、Thread.sleep(10)による10ミリ秒待機後、あらかじめプライベートフィールドにセットしたc1のインスタンスでc1.show()を実行します。先に (1)にてc1もロック状態になったままであるので、これも実行がブロックされます。c1もc2もお互いに相手のブロック解除を待っている状態です。すなわちデッドロックです。

synchronizedメソッドではなく、メソッド内でsychronizedブロックに変更し、少々の確認用出力を加えると少しだけ分かりやすくなるかもしれません。

public class Test1c {
    public static void main(String[] args) {
        CountThread c1 = new CountThread();
        CountThread c2 = new CountThread();
        c1.setCountThread(c2);
        c2.setCountThread(c1);
        c1.start();
        c2.start();
    }
}

class CountThread extends Thread {
    CountThread c;
    int i = 0;

    public void setCountThread(CountThread c) {
        this.c = c;
    }

    //public synchronized void display(CountThread c) {
    public void display(CountThread c) {
        System.out.println("display: start." + c.getName());
        synchronized(this) {
            try {
                Thread.sleep(10);
                System.out.println("display: try to call " + c.getName() + ".show()");
                c.show();
            } catch (InterruptedException e) {

            }
        }
    }

    // public  synchronized void show() {
    public void show() {
        System.out.println("show: start." + c.getName());
        synchronized(this) {
            System.out.println(c.getName());
        }
    }

    public void run() {
        display(c);
    }
}

これを実行すると以下のような結果となります。show()内のsychronized(this)でブロックされているかたちを示しています。

$ javac Test1c.java
$ java Test1c
display: start.Thread-1
display: start.Thread-0
display: try to call Thread-1.show()
show: start.Thread-0
display: try to call Thread-0.show()
show: start.Thread-1
$

Comments

[退会済みユーザー]

たとえというか メソッドのはそれであってるかと

https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/java/lang/Object.html#notify--

[dodox86]

asahina1979さん、フォローありがとうございます。
synchronizedメソッドはスレッド（インスタンス）単位でブロックするということでthis相当のはずだと思っていたのもの、Javaの実装のソースコードレベルでそうなのかどうか、私自身で確信が持てませんでした。回答内容が一部でも裏打ちできました。感謝いたします。

[kazu0630]

dodox86さん　asahina1979さん

ご回答いただき、ありがとうございます。
おかげさまで理解することができました。

丁寧にご回答いただき、ありがとうございました。

また機会がありましたら、宜しくお願い致します。

Answer 2

オラクル認定資格教科書 Javaプログラマ Gold SE 8 スピードマスター問題集

これのことか。

こういうコードを記述するとデットロックになるから覚えろ系の問題かと
スレッド系はいろいろとアレだから。。。

●●●となる可能せいが高いか
（↑はずれとなる回答にもなる可能性が多少あるという問題もあるので）