什么是线程死锁以及如何避免死锁
什么是线程死锁以及如何避免死锁
认识线程死锁
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。由于线程被无限期地阻塞，因此程序不可能正常终止，最终导致死锁产生。
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因互相等待而进入死锁状态。
线程死锁示意图
下面通过一个例子来说明线程死锁，代码模拟了上图的死锁情况 (源于《并发编程之美》)：
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();
}
}Output：
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，然后执行 Thread.sleep(1000); ，让线程 A 休眠 1s 是为了让线程 B 得到执行，然后获取到 resource2 的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束后，都开始企图请求对方获取到的资源，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。上面的例子同时符合产生死锁的四个必要条件：
学过操作系统的朋友都知道，产生死锁必须具备以下四个条件：
- 互斥条件：该资源任意一个时刻只由一个线程占用；
- 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源持有不释放；
- 不剥夺条件：线程已获得的资源，在末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；
- 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。
如何避免线程死锁
同理，只要任意破坏产生死锁的四个条件中的其中一个就可以了：
1. 破坏互斥条件
该条件没有办法破坏，因为用锁的意义本来就是想让他们互斥的（临界资源需要互斥访问）；
2. 破坏请求与保持条件
一次性申请所有的资源；
3. 破坏不剥夺条件
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，可以主动释放它占有的资源；
4. 破坏循环等待条件
靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源，释放资源则反序释放。
对线程 2 的代码修改成下面这样，就不会产生死锁了：
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");
}
}
}, "线程 2").start();Output：
Thread[线程 1,5,main]get resource1
Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 1,5,main]get resource2
Thread[线程 2,5,main]get resource1
Thread[线程 2,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 2,5,main]get resource2
Process finished with exit code 0我们分析一下上面的代码为什么能避免死锁的发生?
线程 1 首先获取得到 resource1 的监视器锁，这时候线程 2 就获取不到了；然后线程 1 再去获取 resource2 的监视器锁，可以获取到；再然后线程 1 释放了对 resource1、resource2 的监视器锁的占用，线程 2 获取到就可以执行了；这样就破坏了循环等待条件，因此避免了死锁。