快速了解死锁及如何解决死锁问题

目录

什么是死锁？

死锁代码示例

产生死锁的条件：

死锁的危害：

如何解决死锁问题？

1、预防死锁（破坏上述4个产生死锁的条件）：

2、银行家算法

3、死锁的检测、解除

4、采用超时机制

什么是死锁？

线程1获取了资源A并且不释放，线程2获取了资源B不释放。此时线程1要获取资源B，线程1等待线程2释放资源，但同时线程2要获取资源A，等待线程1释放资源。此时，线程1和2都等待对方释放资源，线程永远执行了下去，不释放资源。这种情况就是死锁。

死锁代码示例

public class DeadlockTest {
    private static final Object lock1 = new Object();
    private static final Object lock2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            synchronized (lock1) {
                System.out.println("Thread1 获得 lock1");
                try {
                    Thread.sleep(1000);//暂停一秒
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lock2) {
                    System.out.println("Thread1 获得 lock2");
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (lock2) {
                System.out.println("Thread2 获得 lock2");
                try {
                    Thread.sleep(1000);//暂停一秒
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lock1) {
                    System.out.println("Thread2 获得 lock1");
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

通过人为的设置睡眠一秒，产生死锁。

产生死锁的条件：

1.互斥条件：资源不能共享（仅由一个线程使用）
2.请求和保持条件：一个线程已经保持至少一个资源，并请求获得其他线程正在使用的资源。
3.不剥夺条件：线程已获得的资源，在未使用完之前，不能被其它线程强行获取，只能等它自己释放。
4.循环等待条件：线程等待其它线程释放，形成一种闭环等待的现象（闭环：A等B，B等C，C等...，Z等A）

死锁的危害：

一直占用资源，造成资源的浪费；死锁的线程无法继续执行，一直在等待，会影响系统的整体性能；特殊情况下还可能导致系统变得无法响应。

如何解决死锁问题？

1、预防死锁（破坏上述4个产生死锁的条件）：

破坏互斥条件：把资源设置为共享的。
破坏请求和保持条件：一次性分配所有线程所需的全部资源。
破坏不可剥夺条件：允许线程在使用资源的过程中被强制中断并释放资源。
破坏循环等待条件：提前对资源编号，然后按序分配。

2、银行家算法

系统预先声明每个线程最大需要的资源数量。然后动态跟踪已分配和可用资源，判断是否存在安全序列。如果存在安全序列，则分配资源，否则暂缓分配。

3、死锁的检测、解除

定期检测系统中是否存在死锁，一旦发现死锁，采取措施主动解除（如撤销部分线程）

4、采用超时机制

对长时间请求资源的线程进行超时处理，防止请求无限期地被阻塞。（需要自行设置合理的超时时间：如果超时时间过短，可能会导致大量的请求被终止，影响系统性能；如果超时时间过长，无法及时发现并解决死锁问题）

风险相对其它方法较大，对于一些关键的长时间运行的任务，被终止可能会造成无法挽回的严重后果。