【JVM】面试题之死锁及问题是怎么定位

前言

之前面试的时候被问到死锁这块的问题，借着最近学习jvm来总结下死锁相关的知识。如果有地方写的不到位的地方，麻烦读者及时提出，放在评论区，我这边也好及时改正。

回顾

所谓，温故而知新，首先回顾下，我们之前学过的线程的状态以及死锁产生的条件。

线程的状态在Java中线程的状态一共被分成6种：
<ignore_js_op>
初始态（NEW）
创建一个Thread对象，但还未调用start()启动线程时，线程处于初始态。
运行态（RUNNABLE），在Java中，运行态包括 就绪态 和 运行态。
就绪态
该状态下的线程已经获得执行所需的所有资源，只要CPU分配执行权就能运 行。 所有就绪态的线程存放在就绪队列中。
运行态
获得CPU执行权，正在执行的线程。
由于一个CPU同一时刻只能执行一条线程，因此每个CPU每个时刻只有一条 运行态的线程。
阻塞态（BLOCKED）
当一条正在执行的线程请求某一资源失败时，就会进入阻塞态。
而在Java中，阻塞态专指请求锁失败时进入的状态。
由一个阻塞队列存放所有阻塞态的线程。
处于阻塞态的线程会不断请求资源，一旦请求成功，就会进入就绪队列，等待执 行。
等待态（WAITING）
当前线程中调用wait、join、park函数时，当前线程就会进入等待态。
也有一个等待队列存放所有等待态的线程。
线程处于等待态表示它需要等待其他线程的指示才能继续运行。
进入等待态的线程会释放CPU执行权，并释放资源（如：锁）
超时等待态（TIMED_WAITING）
当运行中的线程调用sleep(time)、wait、join、parkNanos、parkUntil时，就 会进入该状态；
它和等待态一样，并不是因为请求不到资源，而是主动进入，并且进入后需要其 他线程唤醒；
进入该状态后释放CPU执行权 和 占有的资源。
与等待态的区别：到了超时时间后自动进入阻塞队列，开始竞争锁。
终止态（TERMINATED）
线程执行结束后的状态。
死锁产生的条件
互斥条件：进程对所分配到的资源不允许其他进程进行访问，若其他进程访问该资源，只能等待，直至占有该资源的进程使用完成后释放该资源
请求和保持条件：进程获得一定的资源之后，又对其他资源发出请求，但是该资源可能被其他进程占有，此事请求阻塞，但又对自己获得的资源保持不放
不可剥夺条件：是指进程已获得的资源，在未完成使用之前，不可被剥夺，只能在使用完后自己释放
环路等待条件：是指进程发生死锁后，必然存在一个进程–资源之间的环形链死锁问题
构造死锁
编写代码，启动2个线程，Thread1拿到了obj1锁，准备去拿obj2锁时，obj2已经被 Thread2锁定，所以发送了死锁。

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public class TestDeadLock {       private static Object obj1 = new Object();     private static Object obj2 = new Object();       public static void main(String[] args) {         new Thread(new Thread1()).start();         new Thread(new Thread2()).start();     }       private static class Thread1 implements Runnable {         @Override         public void run() {             synchronized (obj1) {                 System.out.println("Thread1 拿到 obj1 的锁");                 try {                     //停顿2秒的意义在于，让thread2线程拿到obj2的锁                     Thread.sleep(2000);                 } catch (InterruptedException e) {                     e.printStackTrace();                 }                   synchronized (obj2) {                     System.out.println("Thread1 拿到 obj2 的锁");                 }             }           }     }       private static class Thread2 implements Runnable {         @Override         public void run() {             synchronized (obj2) {                 System.out.println("Thread2 拿到 obj2 的锁");                 try {                     //停顿2秒的意义在于，让thread1线程拿到obj1的锁                     Thread.sleep(2000);                 } catch (InterruptedException e) {                     e.printStackTrace();                 }                   synchronized (obj1) {                     System.out.println("Thread2 拿到 obj1 的锁");                 }             }         }     }     }

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[root@localhost test]# javac TestDeadLock.java [root@localhost test]# ll total 27692 drwxr-xr-x. 9 root root      220 Jan  3 23:22 apache-tomcat-7.0.99 -rw-r--r--. 1 root root  9587605 Dec 11 21:44 apache-tomcat-7.0.99.tar.gz -rw-------. 1 root root 18737999 Jan  4 16:52 dump.dat -rw-r--r--. 1 root root      433 Jan  3 23:23 Main.class -rw-r--r--. 1 root root      135 Jan  3 23:23 Main.java -rw-r--r--. 1 root root      184 Jan  5 10:08 TestDeadLock$1.class -rw-r--r--. 1 root root      843 Jan  5 10:08 TestDeadLock.class -rw-r--r--. 1 root root     1547 Jan  5 10:02 TestDeadLock.java -rw-r--r--. 1 root root     1066 Jan  5 10:08 TestDeadLock$Thread1.class -rw-r--r--. 1 root root     1066 Jan  5 10:08 TestDeadLock$Thread2.class [root@localhost test]# java TestDeadLock Thread1 拿到 obj1 的锁 Thread2 拿到 obj2 的锁 #这里发生了死锁，程序一直将等待下去

jstack命令分析

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[root@localhost ~]# jstack 13399 2020-01-05 10:09:42 Full thread dump OpenJDK 64-Bit Server VM (25.232-b09 mixed mode):   "Attach Listener" #11 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f5bf0001000 nid=0x3477 waiting on condition [0x0000000000000000]    java.lang.Thread.State: RUNNABLE   "DestroyJavaVM" #10 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f5c1804b800 nid=0x3458 waiting on condition [0x0000000000000000]    java.lang.Thread.State: RUNNABLE   "Thread-1" #9 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f5c18149000 nid=0x3462 waiting for monitor entry [0x00007f5c1cac7000]    java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)     at TestDeadLock$Thread2.run(TestDeadLock.java:45)     - waiting to lock <0x00000000e3466bd0> (a java.lang.Object)     - locked <0x00000000e3466be0> (a java.lang.Object)     at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)   "Thread-0" #8 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f5c18147000 nid=0x3461 waiting for monitor entry [0x00007f5c1cbc8000]    java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)     at TestDeadLock$Thread1.run(TestDeadLock.java:25)     - waiting to lock <0x00000000e3466be0> (a java.lang.Object)     - locked <0x00000000e3466bd0> (a java.lang.Object)     at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)   "Service Thread" #7 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f5c18117800 nid=0x345f runnable [0x0000000000000000]    java.lang.Thread.State: RUNNABLE   "C1 CompilerThread1" #6 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f5c18114800 nid=0x345e waiting on condition [0x0000000000000000]    java.lang.Thread.State: RUNNABLE   "C2 CompilerThread0" #5 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f5c18105800 nid=0x345d waiting on condition [0x0000000000000000]    java.lang.Thread.State: RUNNABLE   "Signal Dispatcher" #4 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f5c18103800 nid=0x345c runnable [0x0000000000000000]    java.lang.Thread.State: RUNNABLE   "Finalizer" #3 daemon prio=8 os_prio=0 tid=0x00007f5c180da000 nid=0x345b in Object.wait() [0x00007f5c1d62a000]    java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)     at java.lang.Object.wait(Native Method)     - waiting on <0x00000000e3408ed8> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)     at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:144)     - locked <0x00000000e3408ed8> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)     at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:165)     at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:216)   "Reference Handler" #2 daemon prio=10 os_prio=0 tid=0x00007f5c180d5000 nid=0x345a in Object.wait() [0x00007f5c1d72b000]    java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)     at java.lang.Object.wait(Native Method)     - waiting on <0x00000000e3406c00> (a java.lang.ref.Reference$Lock)     at java.lang.Object.wait(Object.java:502)     at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)     - locked <0x00000000e3406c00> (a java.lang.ref.Reference$Lock)     at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153)   "VM Thread" os_prio=0 tid=0x00007f5c180cb800 nid=0x3459 runnable   "VM Periodic Task Thread" os_prio=0 tid=0x00007f5c1811a000 nid=0x3460 waiting on condition   JNI global references: 5     Found one Java-level deadlock: ============================= "Thread-1":   waiting to lock monitor 0x00007f5bfc0062c8 (object 0x00000000e3466bd0, a java.lang.Object),   which is held by "Thread-0" "Thread-0":   waiting to lock monitor 0x00007f5bfc004e28 (object 0x00000000e3466be0, a java.lang.Object),   which is held by "Thread-1"   Java stack information for the threads listed above: =================================================== "Thread-1":     at TestDeadLock$Thread2.run(TestDeadLock.java:45)     - waiting to lock <0x00000000e3466bd0> (a java.lang.Object)     - locked <0x00000000e3466be0> (a java.lang.Object)     at java.lang.Thread.run(Thread.java:748) "Thread-0":     at TestDeadLock$Thread1.run(TestDeadLock.java:25)     - waiting to lock <0x00000000e3466be0> (a java.lang.Object)     - locked <0x00000000e3466bd0> (a java.lang.Object)     at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

在输出的信息中，已经看到，发现了1个死锁，关键看这个：

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"Thread-1":     at TestDeadLock$Thread2.run(TestDeadLock.java:45)     - waiting to lock <0x00000000e3466bd0> (a java.lang.Object)     - locked <0x00000000e3466be0> (a java.lang.Object)     at java.lang.Thread.run(Thread.java:748) "Thread-0":     at TestDeadLock$Thread1.run(TestDeadLock.java:25)     - waiting to lock <0x00000000e3466be0> (a java.lang.Object)     - locked <0x00000000e3466bd0> (a java.lang.Object)     at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

可以清晰的看到：

Thread2获取了 <0x00000000e3466be0> 的锁，等待获取 <0x00000000e3466bd0> 这个锁
Thread1获取了 <0x00000000e3466bd0> 的锁，等待获取 <0x00000000e3466be0> 这个锁
由此可见，发生了死锁。

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