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面试杂谈 - 死锁的四大条件与处理策略

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acupt
发布2019-08-26 15:45:27
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发布2019-08-26 15:45:27
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文章被收录于专栏:一杯82年的JAVA

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。

比如:两个线程A、B各自持有一个无法共享的资源,并且他们都需要获取对方现在持有的资源才能进行下一步,但是他们又必须等对方释放了才能去获取,于是A等待B,B也在等待A。如此这般,死锁就产生了。

产生死锁的四个条件

死锁的发生必须具备以下四个必要条件

互斥条件(Mutual exclusion)

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资源不能被共享,只能由一个进程使用。

请求与保持条件(Hold and wait)

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已经得到资源的进程可以再次申请新的资源。

不可剥夺条件(No pre-emption)

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已经分配的资源不能从相应的进程中被强制地剥夺。

环路/循环等待条件(Circular wait)

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系统中若干进程组成环路,该环路中每个进程都在等待相邻进程正占用的资源。

了解四个必要条件后再来看看开始的例子:

两个线程各自持有一个无法共享(互斥条件)的资源,并且他们都需要获取(请求与保持条件)对方现在持有的资源才能进行下一步,但是他们又必须等对方释放了才能去获取(不可剥夺条件),于是A等待B,B也在等待A(环路等待条件)。如此这般,死锁就产生了。

预防死锁

通过破坏四个必要条件中的一个或多个,使死锁永远无法满足。实现简单,但是由于所施加的限制条件往往太严格,可能会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低。

预先资源分配法

一次性申请所有需要的资源,只要有一种资源不满足要求,哪怕其它需要的资源都足够,也不做任何分配。这样一来就没有“保持”资源的状态,只有“请求”资源的状态,破坏了请求与保持条件。

有序资源分配法

在申请不同类资源时,必须按指定顺序申请,破坏了环路等待条件。

  • 正例:线程A、B申请资源顺序均为R1->R2;
  • 反例:A申请顺序为R1->R2,B申请顺序为R2->R1。

避免死锁

也是预发死锁,但不会事先去破坏死锁的必要条件,只是有人请求资源时,用某种方法防止系统进入不安全的状态(死锁),从而避免发生死锁。

银行家算法

基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。

检测死锁和解除

不采取措施防止死锁产生,允许系统产生死锁,但是可以通过一些手段检测出死锁,然后将死锁解除。

检测方法:

  1. 定时检测
  2. 效率低时检测
  3. 进程等待时检测

解除死锁方法:

根据具体业务场景,可以撤销或挂起死锁的进程/线程,使资源释放。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自微信公众号。
原始发表:2019-07-21,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 产生死锁的四个条件
    • 互斥条件(Mutual exclusion)
      • 请求与保持条件(Hold and wait)
        • 不可剥夺条件(No pre-emption)
          • 环路/循环等待条件(Circular wait)
          • 预防死锁
            • 预先资源分配法
              • 有序资源分配法
              • 避免死锁
                • 银行家算法
                • 检测死锁和解除
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