java的死锁与解决方法

一、什么是死锁？

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，它们都将无限等待。

二、产生死锁的原因与四个条件

2.1 死锁原因

竞争资源

　　多个线程竞争同一个不可剥夺的系统资源，或者多个线程竞争同一个临时资源(包括缓存、信号、消息、对象数据等)

　　补充：系统资源分为两类：可剥夺资源(CPU、主存等)，不可剥夺资源(打印机、声卡等等输出设备)

推进顺序不合理(获取锁的顺序不合理)

　　程序运行的顺序不合理，进程一获取资源A后，此时进程二获取资源B，然后进程一想获取资源B，进程二想获取资源A；这两个进程互相不释放资源，就会死锁

2.2 四个条件

• 互斥：同一资源在同一时间只能被同一进程使用
• 请求与保持：进程在拥有一个资源时，坚决保持此资源，并且一直去请求另外的新资源
• 不可剥夺：进程已经拥有的资源在未使用完之前，不可以被剥夺，只能在使用完被释放，也可说唯一占有
• 环路等待：进程一直等待新资源，产生了环形链

三、死锁案例

public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> listA = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> listB = new ArrayList<>();
        final Object A = new Object();
        final Object B = new Object();

        new Thread(() -> {
            synchronized (listA) {
                System.out.println("线程一获取到对象A的锁");
                listA.add("A");
                try {
                    Thread.sleep(500);
                    synchronized (listB) {
                        System.out.println("线程一获取到对象B的锁");
                    }
                } catch (InternalError | InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (listB) {
                System.out.println("线程二获取到对象B的锁");
                listB.add("B");
                try {
                    Thread.sleep(500);
                    synchronized (listA) {
                        System.out.println("线程二获取到对象A的锁");
                    }
                } catch (InternalError | InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
}

运行后就可以发现，线程一、二会一直等待对方锁持有的锁

四、防止死锁的方法

破坏死锁四个条件中的一个就可以防止死锁

• 资源一次性分配：一次性分配所有资源，这样就不会再有请求了：（破坏请求条件）
• 只要有一个资源得不到分配，也不给这个进程分配其他的资源：（破坏请保持条件）
• 可剥夺资源：即当某进程获得了部分资源，但得不到其它资源，则释放已占有的资源（破坏不可剥夺条件）
• 资源有序分配法：系统给每类资源赋予一个编号，每一个进程按编号递增的顺序请求资源，释放则相反（破坏环路等待条件）

具体应用方法（说人话）

(1) 确定锁的顺序，并且整个应用中都按照这个顺序来获取锁。

例如：我们上面的 Demo 中，两个线程获取锁的顺序都为 先获取对象 a 的锁，在获取对象 b 的锁，就不会出现死锁的问题。

(2) 超时放弃

　　当使用synchronized关键词提供的内置锁时，只要线程没有获得锁，那么就会永远等待下去。此时我们一般需要避免嵌套锁

　　然而我们可以用其它的锁：

• Lock接口提供了boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException方法，该方法可以按照固定时长等待锁，因此线程可以在获取锁超时以后，主动释放之前已经获得的所有的锁。通过这种方式，也可以很有效地避免死锁。
• 采用分布式锁，加上锁的时限，那么锁就不会无限等待了