レッスン

この講義では、Java におけるスレッドの相互ブロック（deadlock）とは何か、なぜ発生するのか、そしてそれに必要な4つの条件を解説します。 synchronized を用いた実例で再現し、その後、予防戦略を学びます。資源取得の順序統一、タイムアウト付きの ReentrantLock.tryLock の利用、クリティカルセクションの短縮、不要な入れ子ロックの排除などです。さらに、Thread Dump や jstack を使った診断、 BLOCKED/ WAITING 状態の見分け方を示し、最後にチェックリストと典型的な誤りで締めくくります。

並行性の異常である Livelock と Starvation を解説します。彼らが Deadlock とどう違い、コードやログでどう見えるか。Java による例を紹介します： 「礼儀正しい作業者」（ライブロック）と、優先度や不公平なロックによる飢餓。問題の検出（ログ記録、 Thread dump、 VisualVM、 Java Mission Control）と予防： 再試行前のランダムな待機（ Thread.sleep）、ノンブロッキングアルゴリズム、 ReentrantLock の公平性フラグ（ new ReentrantLock(true)）による公平なロック、丁寧に絞ったクリティカルセクション、そして setPriority() や synchronized の乱用を避けること。

この講義では、通常のコレクション（ ArrayList、 HashMap）がマルチスレッド環境で危険な理由と、パッケージ java.util.concurrent が提供するスレッドセーフな代替について解説します: ConcurrentHashMap、 CopyOnWriteArrayList、 ConcurrentLinkedQueue、スキップリスト系の構造、および BlockingQueue。また、 merge、 putIfAbsent、 computeIfAbsent のような原子的操作を取り上げ、 Collections.synchronizedMap との比較、実践的な例、典型的な落とし穴（弱一貫性のイテレータ、非原子的な一連の操作など）も扱います。

なぜインクリメント i ++ がマルチスレッドで正しく動作しないのか、アトミック操作とは何か、そしてそれを提供するパッケージ java.util.concurrent.atomic について説明します。 AtomicInteger と AtomicReference、メソッド incrementAndGet()、 compareAndSet(...)、内部メカニズム CAS（Compare-And-Swap、比較して置換）を解説し、いつ synchronized を選ぶべきか、いつ LongAdder を選ぶべきかも扱います。最後に、典型的なミス――複合操作、ABA 問題、入れ子のオブジェクトのスレッドセーフ性――を整理します。

Thread Dump を jstack、VisualVM、IDE で取得・読解し、スレッド状態（ RUNNABLE、 BLOCKED、 WAITING）を判別し、相互ブロックを見つける方法。 Java Mission Control と Java Flight Recorder によるスレッド監視、ロギングの実践（スレッド名、 synchronized の入退出）、ロックの最小化、 CountDownLatch を用いた並行性テスト、実際のデッドロック事例の解析を扱います。最後に、典型的な誤りとその回避方法をまとめます。