Лекции

В лекции разбираем, что такое взаимная блокировка потоков (deadlock) в Java, почему она происходит и какие четыре условия для этого нужны. На практическом примере с synchronized показываем воспроизведение проблемы, затем изучаем стратегии профилактики: единый порядок захвата ресурсов, использование ReentrantLock.tryLock с таймаутом, сокращение критических секций и отказ от лишних вложенных блокировок. Покажем диагностику через Thread Dump и jstack, как распознать состояния BLOCKED/ WAITING, и завершим чек-листом и типичными ошибками.

Разбираем конкурентные аномалии Livelock и Starvation: чем они отличаются от Deadlock, как выглядят в коде и в логах. Показаны примеры на Java: «вежливые работники» (ожившая блокировка) и голодание по приоритетам и из‑за несправедливых блокировок. Учимся обнаруживать проблему (логирование, Thread dump, VisualVM, Java Mission Control) и предотвращать её: случайные задержки перед повторной попыткой ( Thread.sleep), неблокирующие алгоритмы, справедливые блокировки через ReentrantLock с флагом fairness ( new ReentrantLock(true)), аккуратные критические секции и отказ от злоупотребления setPriority() и synchronized.

В этой лекции разберём, почему обычные коллекции ( ArrayList, HashMap) опасны в многопоточной среде, и какие потокобезопасные альтернативы предлагает пакет java.util.concurrent: ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList, ConcurrentLinkedQueue, структуры на skip-list и BlockingQueue. Обсудим атомарные операции вроде merge, putIfAbsent, computeIfAbsent, сравним с Collections.synchronizedMap, рассмотрим практические примеры и типичные ошибки (слабоконсистентные итераторы, неатомарные последовательности операций и др.).

Почему инкремент i ++ не работает в многопоточности, что такое атомарные операции и как их даёт пакет java.util.concurrent.atomic. Разбираем AtomicInteger и AtomicReference, методы incrementAndGet(), compareAndSet(...), внутренний механизм CAS (Compare-And-Swap), а также когда лучше выбрать synchronized и когда — LongAdder. В конце — типичные ошибки: сложные операции, ABA и потокобезопасность вложенных объектов.

Как снимать и читать Thread Dump с помощью jstack, VisualVM и IDE, распознавать состояния потоков ( RUNNABLE, BLOCKED, WAITING) и находить взаимные блокировки. Разберём мониторинг потоков в Java Mission Control и Java Flight Recorder, практики логирования (имена потоков, вход/выход из synchronized), минимизацию блокировок, тестирование конкурентности с CountDownLatch и разбор реального deadlock-кейса. В финале — типичные ошибки и как их избежать.