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死锁

两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。

为什么会产生死锁：

①　因为系统资源不足。

②　进程运行推进的顺序不合适。   

③　资源分配不当。

产生死锁的条件有四个：

①　互斥条件：所谓互斥就是进程在某一时间内独占资源。

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　不剥夺条件:进程已获得资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

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。

避免死锁:

避免嵌套封锁：这是死锁最主要的原因的，如果你已经有一个资源了就要避免封锁另一个资源。如果你运行时只有一个对象封锁，那是几乎不可能出现一个死锁局面的。

只对有请求的进行封锁：你应当只想你要运行的资源获取封锁，比如在上述程序中我在封锁的完全的对象资源。但是如果我们只对它所属领域中的一个感兴趣，那我们应当封锁住那个特殊的领域而并非完全的对象。

避免无限期的等待：如果两个线程正在等待对象结束，无限期的使用线程加入，如果你的线程必须要等待另一个线程的结束，若是等待进程的结束加入最好准备最长时间。

饥饿

一个或者多个线程因为种种原因无法获得所需要的资源，导致一直无法执行的状态。

解决饥饿的方案被称之为“公平性” – 即所有线程均能公平地获得运行机会。

Java中导致饥饿的原因：

①　高优先级线程吞噬所有的低优先级线程的CPU时间。

②　线程被永久堵塞在一个等待进入同步块的状态，因为其他线程总是能在它之前持续地对该同步块进行访问。

③　线程在等待一个本身也处于永久等待完成的对象(比如调用这个对象的wait方法)，因为其他线程总是被持续地获得唤醒。

在Java中实现公平性方案，需要：

①　使用锁，而不是同步块。

②　公平锁。

③　注意性能方面。

详细学习文章

饥饿和公平:

http://ifeve.com/starvation-and-fairness/#header

活锁

任务或者执行者没有被阻塞，由于某些条件没有满足，导致一直重复尝试，失败，尝试，失败。

活锁和死锁的区别在于，处于活锁的实体是在不断的改变状态，所谓的“活”， 而处于死锁的实体表现为等待；活锁有可能自行解开，死锁则不能。

活锁的例子:

单一实体的活锁

例如线程从队列中拿出一个任务来执行，如果任务执行失败，那么将任务重新加入队列，继续执行。假设任务总是执行失败，或者某种依赖的条件总是不满足，那么线程一直在繁忙却没有任何结果。

协同导致的活锁

生活中的典型例子： 两个人在窄路相遇，同时向一个方向避让，然后又向另一个方向避让，如此反复。

通信中也有类似的例子，多个用户共享信道（最简单的例子是大家都用对讲机），同一时刻只能有一方发送信息。发送信号的用户会进行冲突检测， 如果发生冲突，就选择避让，然后再发送。 假设避让算法不合理，就导致每次发送，都冲突，避让后再发送，还是冲突。

计算机中的例子：两个线程发生了某些条件的碰撞后重新执行，那么如果再次尝试后依然发生了碰撞，长此下去就有可能发生活锁。

活锁的解决方法:

解决协同活锁的一种方案是调整重试机制。

比如引入一些随机性。例如如果检测到冲突，那么就暂停随机的一定时间进行重试。这回大大减少碰撞的可能性。 典型的例子是以太网的CSMA/CD检测机制。

另外为了避免可能的死锁，适当加入一定的重试次数也是有效的解决办法。尽管这在业务上会引起一些复杂的逻辑处理。

比如约定重试机制避免再次冲突。 例如自动驾驶的防碰撞系统（假想的例子），可以根据序列号约定检测到相撞风险时，序列号小的飞机朝上飞， 序列号大的飞机朝下飞。