一、死锁的概念
死锁(英语:deadlock),又译为死结,计算机科学名词。当两个以上的运算单元,双方都在等待对方停止运行,以获取系统资源,但是没有一方提前退出时,就称为死锁。在多任务操作系统中,操作系统为了协调不同行程,能否获取系统资源时,为了让系统正常运作,必须要解决这个问题。另一种相似的情况称为“活锁”。(wiki)
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。(百度百科)
二、产生死锁的原因
如果系统中只有一个进程,当然不会产生死锁。如果每个进程仅需求一种系统资源,也不会产生死锁。不过这只是理想状态,在现实中是可遇不可求的。
死锁的四个条件是:
- 禁止抢占(no preemption):系统资源不能被强制从一个进程中退出。
- 持有和等待(hold and wait):一个进程可以在等待时持有系统资源。
- 互斥(mutual exclusion):资源只能同时分配给一个行程,无法多个行程共享。
- 循环等待(circular waiting):一系列进程互相持有其他进程所需要的资源。
死锁只有在四个条件同时满足时发生,预防死锁必须至少破坏其中一项。
产生死锁的原因,主要包括:
- 系统资源不足;
- 程序执行的顺序有问题;
- 资源分配不当等。
三、如何解决死锁
理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,我们就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立,如何确定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源,这就是避免、预防和解决死锁的最佳实践。此外,也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源。因此,对资源的分配要给予合理的规划。
四、写一段死锁的代码
1. public class DeadLock { 2. public static final String LOCK_1 = "lock1"; 3. public static final String LOCK_2 = "lock2"; 4. 5. public static void main(String[] args) { 6. Thread threadA = new Thread(() -> { 7. try { 8. while (true) { 9. synchronized (DeadLock.LOCK_1) { 10. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 锁住 lock1"); 11. Thread.sleep(1000); 12. synchronized (DeadLock.LOCK_2) { 13. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 锁住 lock2"); 14. } 15. } 16. } 17. } catch (Exception e) { 18. e.printStackTrace(); 19. } 20. }); 21. 22. Thread threadB = new Thread(() -> { 23. try { 24. while (true) { 25. synchronized (DeadLock.LOCK_2) { 26. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 锁住 lock2"); 27. Thread.sleep(1000); 28. synchronized (DeadLock.LOCK_1) { 29. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 锁住 lock1"); 30. } 31. } 32. } 33. } catch (Exception e) { 34. e.printStackTrace(); 35. } 36. }); 37. 38. threadA.start(); 39. threadB.start(); 40. } 41. }
如上述代码所示,我们启动了两个线程,在每个线程中都要获得DeadLock.LOCK_1和DeadLock.LOCK_2,其中
threadA,先获取DeadLock.LOCK_1,再获取DeadLock.LOCK_2
threadB,先获取DeadLock.LOCK_2,再获取DeadLock.LOCK_1
这样,当threadA获取到DeadLock.LOCK_1之后,就要去获取DeadLock.LOCK_2,而DeadLock.LOCK_2则是先被threadB获取了,因此threadA就需要等待threadB释放DeadLock.LOCK_2之后才能继续执行;
但是threadB在获取到DeadLock.LOCK_2之后,却是在等待threadA释放DeadLock.LOCK_1,因此这就形成了“循环等待条件”,从而形成了死锁。
想要解决这个死锁很简单,我们只需要让threadA和threadB获取DeadLock.LOCK_1和DeadLock.LOCK_2的顺序相同即可,例如:
1. public class DeadLock { 2. public static final String LOCK_1 = "lock1"; 3. public static final String LOCK_2 = "lock2"; 4. 5. public static void main(String[] args) { 6. Thread threadA = new Thread(() -> { 7. try { 8. while (true) { 9. synchronized (DeadLock.LOCK_1) { 10. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 锁住 lock1"); 11. Thread.sleep(1000); 12. synchronized (DeadLock.LOCK_2) { 13. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 锁住 lock2"); 14. } 15. } 16. } 17. } catch (Exception e) { 18. e.printStackTrace(); 19. } 20. }); 21. 22. Thread threadB = new Thread(() -> { 23. try { 24. while (true) { 25. synchronized (DeadLock.LOCK_1) { 26. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 锁住 lock1"); 27. Thread.sleep(1000); 28. synchronized (DeadLock.LOCK_2) { 29. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 锁住 lock2"); 30. } 31. } 32. } 33. } catch (Exception e) { 34. e.printStackTrace(); 35. } 36. }); 37. 38. threadA.start(); 39. threadB.start(); 40. } 41. }
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