死锁

1. 什么是死锁

多个线程同时被阻塞,他们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期的阻塞,因此程序不可能正常终止

1.1 案例

如下图所示,线程A持有资源2,线程B持有资源 1,他们同时都想申请对方的资源,所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态

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1.2 案例代码

通过例子来模拟线程死锁

public class DeadLockDemo {
    private static Object resource1 = new Object();//资源 1
    private static Object resource2 = new Object();//资源 2

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
                synchronized (resource2) {
                    System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                }
            }
        }, "线程 1").start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (resource2) {
                System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource1");
                synchronized (resource1) {
                    System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                }
            }
        }, "线程 2").start();
    }
}

输出

Thread[线程 1,5,main]get resource1
Thread[线程 2,5,main]get resource2
Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 2,5,main]waiting get resource1

线程A 通过synchronized(resource1) 获得 resource1 的监视器锁,然后通过Thread.sleep(1000);让线程 A 休眠 1s 为的是让线程 B 得到执行然后获取到 resource2 的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束了都开始企图请求获取对方的资源,然后这两个线程就会陷入互相等待的状态,这也就产生了死锁。上面的例子符合产生死锁的四个必要条件。

2. 死锁产生的四个必备条件

  1. 互斥条件:该资源任意一个时刻只由一个线程占用

  2. 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放

  3. 不可剥夺条件:线程已获取的资源在未使用完之前不能被其他线程强行剥夺,只有自己使用完毕后才释放资源

  4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

3. 如何避免死锁

我们只要破坏产生死锁的四个条件中的一个就可以

3.1 破坏互斥条件

这个条件我们没有办法破坏,因为我们用锁本来就是想让他们互斥的(临界资源需要互斥访问)

3.2 破坏请求与保持条件

一次性申请所有的资源

3.3 破坏不可剥夺条件

占用部分资源的线程进一步申请其他资源时,如果申请不到,可以主动释放他占有的资源

3.4 破坏循环等待条件

靠按顺序申请资源来预防,按某一顺序申请资源,释放资源则反序释放。破坏循环等待条件

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