什麼是線程死鎖？造成條件是什麼？如何避免？

什麼是線程死鎖

死鎖是指兩個或兩個以上的進程（線程）在執行過程當中，因爲競爭資源或者因爲彼此通訊而形成的一種阻塞的現象，若無外力做用，它們都將沒法推動下去。此時稱系統處於死鎖狀態或系統產生了死鎖，這些永遠在互相等待的進程（線程）稱爲死鎖進程（線程）。

多個線程同時被阻塞，它們中的一個或者所有都在等待某個資源被釋放。因爲線程被無限期地阻塞，所以程序不可能正常終止。

以下圖所示，線程 A 持有資源 2，線程 B 持有資源 1，他們同時都想申請對方的資源，因此這兩個線程就會互相等待而進入死鎖狀態。

線程死鎖

下面經過一個例子來講明線程死鎖，代碼模擬了上圖的死鎖的狀況 (代碼來源於《併發編程之美》輸出結果

public class DeadLockDemo {
    private static Object resource1 = new Object();//資源 1
    private static Object resource2 = new Object();//資源 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");
                }
            }
        }, "線程 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");
                }
            }
        }, "線程 2").start();
    }
}

輸出結果

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

線程 A 經過 synchronized (resource1) 得到 resource1 的監視器鎖，而後經過Thread.sleep(1000)；讓線程 A 休眠 1s 爲的是讓線程 B 獲得CPU執行權，而後獲取到 resource2 的監視器鎖。線程 A 和線程 B 休眠結束了都開始企圖請求獲取對方的資源，而後這兩個線程就會陷入互相等待的狀態，這也就產生了死鎖。上面的例子符合產生死鎖的四個必要條件。

造成死鎖的四個必要條件是什麼

（1）互斥條件：線程(進程)對於所分配到的資源具備排它性，即一個資源只能被一個線程(進程)佔用，直到被該線程(進程)釋放

（2）請求與保持條件：一個線程(進程)因請求被佔用資源而發生阻塞時，對已得到的資源保持不放。

（3）不剝奪條件：線程(進程)已得到的資源在末使用完以前不能被其餘線程強行剝奪，只有本身使用完畢後才釋放資源。

（4）循環等待條件：當發生死鎖時，所等待的線程(進程)一定會造成一個環路（相似於死循環），形成永久阻塞

如何避免線程死鎖

咱們只要破壞產生死鎖的四個條件中的其中一個就能夠了。

破壞互斥條件

這個條件咱們沒有辦法破壞，由於咱們用鎖原本就是想讓他們互斥的（臨界資源須要互斥訪問）。

破壞請求與保持條件

一次性申請全部的資源。

破壞不剝奪條件

佔用部分資源的線程進一步申請其餘資源時，若是申請不到，能夠主動釋放它佔有的資源。

破壞循環等待條件

靠按序申請資源來預防。按某一順序申請資源，釋放資源則反序釋放。破壞循環等待條件。

咱們對線程 2 的代碼修改爲下面這樣就不會產生死鎖了。

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");
        }
    }
}, "線程 2").start();

輸出結果

Thread[線程 1,5,main]get resource1咱們分析一下上面的代碼爲何避免了死鎖的發生?

咱們分析一下上面的代碼爲何避免了死鎖的發生?

線程 1 首先得到到 resource1 的監視器鎖，這時候線程 2 就獲取不到了。而後線程 1 再去獲取 resource2 的監視器鎖，能夠獲取到。而後線程 1 釋放了對 resource一、resource2 的監視器鎖的佔用，線程 2 獲取到就能夠執行了。這樣就破壞了破壞循環等待條件，所以避免了死鎖。

最後

歡迎關注公衆號：程序員追風，領取一線大廠Java面試題總結+各知識點學習思惟導圖+一份300頁pdf文檔的Java核心知識點總結！