避免并发编程中的线程安全问题和死锁，可以采取以下具体策略：

避免线程安全问题

  1. 使用同步机制：

    • synchronized：
      • 修饰实例方法：保证同一实例的多个线程互斥访问。
      • 修饰静态方法：保证同一类的所有实例的互斥访问。
      • 修饰代码块：只锁定特定的代码块，降低锁的粒度。
    public synchronized void safeMethod() {
    // 线程安全的代码
}

  2. 使用显式锁（Lock）：

    • ReentrantLock提供更灵活的锁定机制，支持公平锁、尝试锁等功能。
    • 例如，使用tryLock()避免死锁：
    Lock lock = new ReentrantLock();
if (lock.tryLock()) {
    try {
        // 保护的代码
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

  3. 使用不可变对象：

    • 创建不可变对象，所有状态在对象创建后不能更改，避免共享状态引发的问题。
    public final class ImmutableObject {
    private final int value;

    public ImmutableObject(int value) {
        this.value = value;
    }

    public int getValue() {
        return value;
    }
}

  4. 原子变量：

    • 使用AtomicInteger等类进行无锁的原子操作。
    AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(0);
atomicInt.incrementAndGet(); // 线程安全的增操作

  5. 线程局部变量：

    • 使用ThreadLocal确保每个线程有独立的变量副本。
    ThreadLocal<Integer> threadLocalValue = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);

避免死锁

  1. 资源排序：

    • 规定所有线程访问资源的顺序，确保避免循环等待。
    // 示例
synchronized (resourceA) {
    synchronized (resourceB) {
        // 操作
    }
}

  2. 使用尝试锁：

    • 使用tryLock()，可以在获取锁失败时进行其他处理，避免阻塞。
    if (lockA.tryLock() && lockB.tryLock()) {
    try {
        // 操作
    } finally {
        lockA.unlock();
        lockB.unlock();
    }
}

  3. 设置超时机制：

    • 在获取锁时设置超时，如果超时未获得锁，则放弃等待。
    try {
    if (lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
        // 操作
    }
} catch (InterruptedException e) {
    Thread.currentThread().interrupt();
}

  4. 监控和诊断：

    • 使用JVM工具（如JVisualVM、JConsole）监控线程状态，查看是否有死锁发生。

总结

通过合理使用同步机制、原子变量、不可变对象以及资源管理策略，可以有效避免线程安全问题和死锁。