什么是死鎖

死鎖是指在并發(fā)環(huán)境下，多個(gè)進(jìn)程或線程因?yàn)楦偁庂Y源而陷入相互等待的狀態(tài)，最后系統(tǒng)陷入僵局就形成了死鎖。

如下圖所示：

圖片

線程 A 持有對象A，線程 B 持有對象B，他們同時(shí)都想申請對方的資源，所以這兩個(gè)線程就會互相等待而進(jìn)入死鎖狀態(tài)。

死鎖產(chǎn)生的原因

死鎖的產(chǎn)生通常涉及到以下幾個(gè)因素：

1.競爭資源

多個(gè)進(jìn)程競爭相同的資源，比如：數(shù)據(jù)庫表、文件等。

2.持有并等待

一個(gè)進(jìn)程已經(jīng)獲得了一些資源的鎖，并且在等待其他資源的鎖。

同時(shí)，其他進(jìn)程也可能在持有一部分資源的鎖，并且等待當(dāng)前進(jìn)程釋放所需的資源，從而形成循環(huán)等待。

3.不可搶占

已經(jīng)獲得的資源的鎖不能被其他進(jìn)程強(qiáng)制性地?fù)屨迹荒艿却?dāng)前進(jìn)程主動釋放，這就使得進(jìn)程之間可能出現(xiàn)資源的死鎖情況。

4.循環(huán)等待

多個(gè)進(jìn)程形成一個(gè)等待環(huán)，每個(gè)進(jìn)程等待下一個(gè)進(jìn)程所持有的資源。

例如，進(jìn)程 A 等待進(jìn)程 B 持有的資源，進(jìn)程 B 同時(shí)等待進(jìn)程 C 持有的資源，進(jìn)程 C 又等待進(jìn)程 A 持有的資源。

要產(chǎn)生死鎖，這些因素必須同時(shí)存在，這被稱為死鎖的“必要條件”。

死鎖的代碼例子

下面是一個(gè)簡單的死鎖代碼例子，使用兩個(gè)線程模擬兩個(gè)進(jìn)程，互相競爭兩個(gè)資源。

如下所示：

public class ThreadDeadlockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object resource1 = new Object();
        Object resource2 = new Object();


        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println("Thread 1: Holding resource 1...");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
                System.out.println("Thread 1: Waiting for resource 2...");
                synchronized (resource2) {
                    System.out.println("Thread 1: Holding resource 1 and resource 2...");
                }
            }
        });


        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource2) {
                System.out.println("Thread 2: Holding resource 2...");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
                System.out.println("Thread 2: Waiting for resource 1...");
                synchronized (resource1) {
                    System.out.println("Thread 2: Holding resource 2 and resource 1...");
                }
            }
        });


        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

在這個(gè)例子中，兩個(gè)線程 thread1 和 thread2 分別試圖獲取 resource1 和 resource2 的鎖。

thread1 先獲取了 resource1 的鎖并等待 resource2 的鎖，而 thread2 則先獲取了 resource2 的鎖并等待 resource1 的鎖。

這樣兩個(gè)線程互相等待對方釋放資源，形成了死鎖。

如何解決死鎖問題

解決死鎖問題可以采用以下方法之一或多種組合：

1. 加鎖順序一致性：規(guī)定進(jìn)程獲取多個(gè)資源的順序，所有進(jìn)程按照相同的順序獲取資源，從而避免交叉等待。
2. 超時(shí)機(jī)制：設(shè)置超時(shí)時(shí)間，如果在一定時(shí)間內(nèi)沒有獲取到所有資源，就主動放棄獲取資源，回滾事務(wù)，避免長時(shí)間死鎖。
3. 資源分級：為資源定義分級，要求進(jìn)程按照升序獲取資源，降低循環(huán)等待的可能性。
4. 死鎖檢測與解除：周期性檢測死鎖，然后選擇中斷其中一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程以解除死鎖。
5. 避免長事務(wù)：盡量縮短事務(wù)的持續(xù)時(shí)間，減少資源占用的時(shí)間。
6. 使用樂觀并發(fā)控制：一些情況下，使用樂觀并發(fā)控制，如版本控制，可以減少悲觀鎖的使用，從而降低死鎖的概率。

以上就是死鎖的原因及解決方法詳解，避免死鎖的發(fā)生需要在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、事務(wù)管理、并發(fā)控制策略等多個(gè)層面上進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。