Bài học

Trong bài giảng này, chúng ta tìm hiểu khóa chéo giữa các luồng (deadlock) trong Java là gì, vì sao xảy ra và bốn điều kiện cần để nó xuất hiện. Với ví dụ thực tế dùng synchronized chúng ta tái hiện vấn đề, sau đó tìm hiểu các chiến lược phòng tránh: thống nhất thứ tự chiếm tài nguyên, sử dụng ReentrantLock.tryLock với timeout, rút gọn vùng tới hạn và tránh các khóa lồng nhau không cần thiết. Trình bày cách chẩn đoán qua Thread Dump và jstack, cách nhận diện trạng thái BLOCKED/ WAITING, và kết thúc bằng checklist cùng các lỗi điển hình.

Phân tích các hiện tượng bất thường trong lập trình đồng thời Livelock và Starvation: chúng khác gì so với Deadlock, trông như thế nào trong mã và trong log. Có các ví dụ bằng Java: “những worker lịch sự” (khóa “sống” — livelock) và hiện tượng đói do ưu tiên và do các khóa không công bằng. Học cách phát hiện vấn đề (ghi log, Thread dump, VisualVM, Java Mission Control) và phòng tránh: thêm độ trễ ngẫu nhiên trước khi thử lại ( Thread.sleep), thuật toán không khóa, khóa công bằng qua ReentrantLock với cờ fairness ( new ReentrantLock(true)), thiết kế miền tới hạn gọn gàng và tránh lạm dụng setPriority() và synchronized.

Trong bài giảng này, chúng ta sẽ phân tích vì sao các bộ sưu tập thông thường ( ArrayList, HashMap) nguy hiểm trong môi trường đa luồng, và những lựa chọn thay thế an toàn cho luồng mà gói java.util.concurrent cung cấp: ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList, ConcurrentLinkedQueue, các cấu trúc dựa trên skip-list và BlockingQueue. Chúng ta sẽ bàn về các thao tác nguyên tử như merge, putIfAbsent, computeIfAbsent, so sánh với Collections.synchronizedMap, xem các ví dụ thực tế và những lỗi thường gặp (iterator nhất quán yếu, chuỗi thao tác không nguyên tử, v.v.).

Tại sao phép tăng i ++ không hoạt động trong môi trường đa luồng, thao tác nguyên tử là gì và gói java.util.concurrent.atomic cung cấp chúng như thế nào. Cùng tìm hiểu AtomicInteger và AtomicReference, các phương thức incrementAndGet(), compareAndSet(...), cơ chế bên trong CAS (Compare-And-Swap), cũng như khi nào nên chọn synchronized và khi nào — LongAdder. Cuối cùng — các lỗi điển hình: thao tác phức tạp, ABA và tính an toàn luồng của các đối tượng lồng.

Cách chụp và đọc Thread Dump bằng jstack, VisualVM và IDE, nhận biết trạng thái luồng ( RUNNABLE, BLOCKED, WAITING) và tìm vòng khóa lẫn nhau. Ta sẽ xem xét giám sát luồng trong Java Mission Control và Java Flight Recorder, thực hành logging (tên luồng, vào/ra khỏi synchronized), giảm thiểu lock, kiểm thử tính cạnh tranh với CountDownLatch và phân tích một case deadlock thực tế. Cuối cùng — các lỗi thường gặp và cách tránh chúng.