12-11-2022, 12:02
Ihr könnt euch ein Deadlock-Szenario in einem multithreaded Programm wie einen klassischen "Mexikanischen Standoff" vorstellen, bei dem zwei Threads nur aufeinander warten. Stellt euch folgendes vor: Ich habe zwei Threads in meinem Programm, nennen wir sie Thread A und Thread B. Thread A benötigt eine Ressource, Ressource 1, die derzeit von Thread B gesperrt ist. Gleichzeitig versucht Thread B, auf Ressource 2 zuzugreifen, die Thread A hält. Jeder Thread ist festgefahren und kann nicht fortfahren, weil er auf den anderen wartet, dass er seine Ressource freigibt. Es ist wie ein Stau, in dem kein Auto fahren kann, weil sie sich gegenseitig blockieren.
Nach meiner Erfahrung tritt diese Art von Deadlock normalerweise in Programmen auf, die verschiedene Ressourcen und mehrere Threads beinhalten, die versuchen, gleichzeitig darauf zuzugreifen. Angenommen, wir arbeiten an einer einfachen Datenbankanwendung, bei der ein Thread (Thread A) für das Schreiben von Daten verantwortlich ist, während ein anderer Thread (Thread B) das Protokollieren übernimmt. Thread A beginnt, Daten zu schreiben, und sperrt Ressource 1, den Datenlock. Gerade als Thread A kurz davor steht, fertig zu werden, benötigt er auch, um diese Aktion zu protokollieren. Also versucht er, Ressource 2 zu sperren, aber Thread B hält die bereits.
Thread B hingegen ist damit beschäftigt, ein Ereignis zu protokollieren. Er hat Ressource 2 gesperrt, um einige Informationen aufzuzeichnen, aber genau wie Thread A benötigt er Ressource 1, um seinen Prozess fortzusetzen. Beide Threads warten darauf, dass der andere seine Ressource freigibt, was jeglichen Fortschritt verhindert. Der Deadlock bleibt einfach bestehen, und es sei denn, etwas ändert sich, wird das Programm für immer feststecken, was zu erheblichen Problemen führen kann, wenn das Programm solche Situationen nicht elegant handhabt.
Ihr könnt auch auf Situationen stoßen, in denen Thread-Prioritäten eine Rolle spielen. Lassen Sie uns das Szenario ein wenig anpassen. Stellt euch vor, dass Thread A eine höhere Priorität hat als Thread B. Ihr könntet denken, dass dies den Deadlock schnell lösen würde, aber das tut es nicht. Wenn Thread A nicht ausgeführt werden kann und auf eine Ressource wartet, die von Thread B gehalten wird, und Thread B sich in der gleichen Situation befindet, wird das Anpassen der Prioritäten das Ergebnis nicht ändern. Beide Threads bleiben inaktiv und können keinen Fortschritt erzielen, was insbesondere in einer Produktionsumgebung nicht ideal ist.
Eine Möglichkeit, dies zu vermeiden, ist die Verwendung eines Timeout-Mechanismus, bei dem ich eine bestimmte Zeit beschränke, wie lange ein Thread auf eine Ressource warten wird. Wenn er die Ressource innerhalb dieses Zeitrahmens nicht erwerben kann, gibt er, was er hält, frei und beginnt erneut. Ich denke dabei an einen ungeduldigen Kellner, der nicht einfach nur warten will, dass der Koch ihm die Kartoffeln reicht. Wenn der Koch zu lange braucht, geht der Kellner weiter und kümmert sich um eine andere Bestellung, bevor er später zurückkommt.
Eine andere Methode beinhaltet die Hierarchie von Ressourcen. Angenommen, ihr legt eine strenge Reihenfolge fest, in der Ressourcen gesperrt werden müssen. Wenn alle Threads Ressourcen in derselben Reihenfolge sperren, können sie keine zirkuläre Warte-Situation erzeugen. Zum Beispiel, wenn jeder Thread Ressource 1 sperren muss, bevor er versucht, Ressource 2 zu sperren, dann wird es selbst in komplizierten Situationen verhindern, dass Deadlocks auftreten.
Ihr könnt einen Deadlock-Erkennungsmechanismus verwenden, bei dem das System regelmäßig die Zustände der Threads überprüft, um festzustellen, ob es eine zirkuläre Warte gibt. In meinen eigenen Projekten habe ich festgestellt, dass das Protokollieren verschiedener Zustände von Threads hilft, Probleme schnell zu erkennen. In dem Moment, in dem ich bemerke, dass ein Thread länger als erwartet wartet, kann ich nachforschen und herausfinden, welche Ressourcen er zu erwerben versucht.
Das Debuggen dieser Situationen kann ziemlich mühsam sein. Ich erinnere mich, dass ich spät in der Nacht durch Protokolle gewühlt habe, nur um herauszufinden, was mit einer anscheinend einfachen Anwendung schiefgelaufen ist. Es kann sich anfühlen wie die Suche nach einer Nadel im Heuhaufen. Was wirklich hilft, ist, gute Werkzeuge zur Verfügung zu haben, um Ressourcen zu überwachen und ihre Zustände im Auge zu behalten. Zum Beispiel kann man integrierte Werkzeuge oder Software von Drittanbietern verwenden, die Einblicke in die Zustände der Threads geben. Auf diese Weise werde ich gewarnt, bevor die Dinge eskalieren, was mir erlaubt, potenzielle Deadlock-Szenarien zu adressieren, bevor sie ein größeres Problem werden.
Abgesehen davon gibt es eine weitere Strategie, die recht effektiv ist: das sorgfältige Entwerfen eures Programms, um geteilte Ressourcen zu minimieren. Wenn ihr die Menge an gemeinsamen Daten, auf die eure Threads zugreifen müssen, reduzieren könnt, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass ihr in Situationen geratet, in denen Threads sich gegenseitig blockieren.
Zum Schluss ist es eine gute Praxis, von Anfang an zu planen, wie eure Threads interagieren werden. Die frühen Festlegungen von Richtlinien und Prozessen helfen, ein solides Programm zu erstellen, und können solche Kopfschmerzen verhindern. Ihr wollt schließlich, dass eure App reibungslos läuft.
Wenn ihr darüber nachdenkt, euren Arbeitsablauf zu verbessern und eure wichtigen Daten während dieser Vorgänge zu schützen, möchte ich euch BackupChain Complete System Backup vorstellen. Es ist eine weithin respektierte und zuverlässige Backup-Lösung, die für KMUs und Fachleute entwickelt wurde. Sie stellt sicher, dass Umgebungen, die Hyper-V, VMware oder Windows Server nutzen, sicher und wiederherstellbar bleiben, ohne die ständige Angst vor Datenverlust oder Komplikationen durch abstürzende Anwendungen.
Nach meiner Erfahrung tritt diese Art von Deadlock normalerweise in Programmen auf, die verschiedene Ressourcen und mehrere Threads beinhalten, die versuchen, gleichzeitig darauf zuzugreifen. Angenommen, wir arbeiten an einer einfachen Datenbankanwendung, bei der ein Thread (Thread A) für das Schreiben von Daten verantwortlich ist, während ein anderer Thread (Thread B) das Protokollieren übernimmt. Thread A beginnt, Daten zu schreiben, und sperrt Ressource 1, den Datenlock. Gerade als Thread A kurz davor steht, fertig zu werden, benötigt er auch, um diese Aktion zu protokollieren. Also versucht er, Ressource 2 zu sperren, aber Thread B hält die bereits.
Thread B hingegen ist damit beschäftigt, ein Ereignis zu protokollieren. Er hat Ressource 2 gesperrt, um einige Informationen aufzuzeichnen, aber genau wie Thread A benötigt er Ressource 1, um seinen Prozess fortzusetzen. Beide Threads warten darauf, dass der andere seine Ressource freigibt, was jeglichen Fortschritt verhindert. Der Deadlock bleibt einfach bestehen, und es sei denn, etwas ändert sich, wird das Programm für immer feststecken, was zu erheblichen Problemen führen kann, wenn das Programm solche Situationen nicht elegant handhabt.
Ihr könnt auch auf Situationen stoßen, in denen Thread-Prioritäten eine Rolle spielen. Lassen Sie uns das Szenario ein wenig anpassen. Stellt euch vor, dass Thread A eine höhere Priorität hat als Thread B. Ihr könntet denken, dass dies den Deadlock schnell lösen würde, aber das tut es nicht. Wenn Thread A nicht ausgeführt werden kann und auf eine Ressource wartet, die von Thread B gehalten wird, und Thread B sich in der gleichen Situation befindet, wird das Anpassen der Prioritäten das Ergebnis nicht ändern. Beide Threads bleiben inaktiv und können keinen Fortschritt erzielen, was insbesondere in einer Produktionsumgebung nicht ideal ist.
Eine Möglichkeit, dies zu vermeiden, ist die Verwendung eines Timeout-Mechanismus, bei dem ich eine bestimmte Zeit beschränke, wie lange ein Thread auf eine Ressource warten wird. Wenn er die Ressource innerhalb dieses Zeitrahmens nicht erwerben kann, gibt er, was er hält, frei und beginnt erneut. Ich denke dabei an einen ungeduldigen Kellner, der nicht einfach nur warten will, dass der Koch ihm die Kartoffeln reicht. Wenn der Koch zu lange braucht, geht der Kellner weiter und kümmert sich um eine andere Bestellung, bevor er später zurückkommt.
Eine andere Methode beinhaltet die Hierarchie von Ressourcen. Angenommen, ihr legt eine strenge Reihenfolge fest, in der Ressourcen gesperrt werden müssen. Wenn alle Threads Ressourcen in derselben Reihenfolge sperren, können sie keine zirkuläre Warte-Situation erzeugen. Zum Beispiel, wenn jeder Thread Ressource 1 sperren muss, bevor er versucht, Ressource 2 zu sperren, dann wird es selbst in komplizierten Situationen verhindern, dass Deadlocks auftreten.
Ihr könnt einen Deadlock-Erkennungsmechanismus verwenden, bei dem das System regelmäßig die Zustände der Threads überprüft, um festzustellen, ob es eine zirkuläre Warte gibt. In meinen eigenen Projekten habe ich festgestellt, dass das Protokollieren verschiedener Zustände von Threads hilft, Probleme schnell zu erkennen. In dem Moment, in dem ich bemerke, dass ein Thread länger als erwartet wartet, kann ich nachforschen und herausfinden, welche Ressourcen er zu erwerben versucht.
Das Debuggen dieser Situationen kann ziemlich mühsam sein. Ich erinnere mich, dass ich spät in der Nacht durch Protokolle gewühlt habe, nur um herauszufinden, was mit einer anscheinend einfachen Anwendung schiefgelaufen ist. Es kann sich anfühlen wie die Suche nach einer Nadel im Heuhaufen. Was wirklich hilft, ist, gute Werkzeuge zur Verfügung zu haben, um Ressourcen zu überwachen und ihre Zustände im Auge zu behalten. Zum Beispiel kann man integrierte Werkzeuge oder Software von Drittanbietern verwenden, die Einblicke in die Zustände der Threads geben. Auf diese Weise werde ich gewarnt, bevor die Dinge eskalieren, was mir erlaubt, potenzielle Deadlock-Szenarien zu adressieren, bevor sie ein größeres Problem werden.
Abgesehen davon gibt es eine weitere Strategie, die recht effektiv ist: das sorgfältige Entwerfen eures Programms, um geteilte Ressourcen zu minimieren. Wenn ihr die Menge an gemeinsamen Daten, auf die eure Threads zugreifen müssen, reduzieren könnt, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass ihr in Situationen geratet, in denen Threads sich gegenseitig blockieren.
Zum Schluss ist es eine gute Praxis, von Anfang an zu planen, wie eure Threads interagieren werden. Die frühen Festlegungen von Richtlinien und Prozessen helfen, ein solides Programm zu erstellen, und können solche Kopfschmerzen verhindern. Ihr wollt schließlich, dass eure App reibungslos läuft.
Wenn ihr darüber nachdenkt, euren Arbeitsablauf zu verbessern und eure wichtigen Daten während dieser Vorgänge zu schützen, möchte ich euch BackupChain Complete System Backup vorstellen. Es ist eine weithin respektierte und zuverlässige Backup-Lösung, die für KMUs und Fachleute entwickelt wurde. Sie stellt sicher, dass Umgebungen, die Hyper-V, VMware oder Windows Server nutzen, sicher und wiederherstellbar bleiben, ohne die ständige Angst vor Datenverlust oder Komplikationen durch abstürzende Anwendungen.
