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JAVA死锁

JAVA 进程

2023-03-02 11:13:08 时间

面试中经常会被问到死锁，今天就来整理一下死锁的相关知识。

首先看一下死锁的产生，死锁产生的情况有很多种，例如进程推进顺序不当产生死锁、PV操作使用不当产生死锁、资源分配不当引起死锁、对临时性资源使用不加限制引起死锁等。

那么，到底什么是死锁？死锁是指2个及2个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或由于彼此通信而造成的一种阻塞现象，若无外力作用，它们都无法推进下去，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

死锁不仅与系统拥有的资源数量有关，而且与资源分配策略，进程对资源的使用要求以及并发进程的推进顺序有关，如果面试中面试官让写一个死锁的案例，最简单的方式就是在同步代码块中嵌套另外一个同步代码块，两个同步代码块使用2个不同的锁。例如：

public class DeadLock {
        public static String obj1 = "obj1";
        public static String obj2 = "obj2";
        public static void main(String[] args){
            Thread a = new Thread(new Lock1());
            Thread b = new Thread(new Lock2());
            a.start();
            b.start();
        }    
    }
    class Lock1 implements Runnable{
        @Override
        public void run(){
            try{
                System.out.println("Lock1 running");
                while(true){
                    synchronized(DeadLock.obj1){
                        System.out.println("Lock1 lock obj1");
                        Thread.sleep(3000);//获取obj1后先等一会儿，让Lock2有足够的时间锁住obj2
                        synchronized(DeadLock.obj2){
                            System.out.println("Lock1 lock obj2");
                        }
                    }
                }
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    class Lock2 implements Runnable{
        @Override
        public void run(){
            try{
                System.out.println("Lock2 running");
                while(true){
                    synchronized(DeadLock.obj2){
                        System.out.println("Lock2 lock obj2");
                        Thread.sleep(3000);
                        synchronized(DeadLock.obj1){
                            System.out.println("Lock2 lock obj1");
                        }
                    }
                }
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

例子中Lock1先锁obj1，Lock2先锁obj2，Lock1再去锁obj2，但是obj2已经被Lock2锁住了，因此锁住失败，同理Lock2也没法锁住obj1，死锁就发生了。

系统形成死锁有4个必要条件：

\*互斥条件(mutual exclusion)：系统中存在临界资源，进程应互斥地使用这些资源

\*占有和等待条件(hold and wait)：进程请求资源得不到满足而等待时，不释放已占有的资源

\*不剥夺条件(no preemption)：已被占用的资源只能由属主释放，不允许被其它进程剥夺

\*循环等待条件(circular wait)：存在循环等待链，其中，每个进程都在链中等待下一个进程所持有的资源，造成这组进程永远等待

要防止死锁，只需要破坏4个必要条件之一即可满足。破坏第一个条件，使资源可同时访问而不是互斥使用，但许多资源如可写文件、磁带机等具有天生的互斥性，不能被同时访问，因此有的场合不可行。破坏第二个条件，静态分配，让进程在执行中不再申请资源，就不会出现占有某些资源再等待另一些资源的情况，但会严重降低资源利用率。破坏第三个条件，采用剥夺式调度方法，当进程在申请资源未获准许的情况下，如主动释放资源，再去等待。比较好的方法是采用层次分配策略（破坏条件2和条件4），把资源分成多个层次，当进程得到某一层的一个资源后，只能再申请较高层次的资源。当进程是释放某层的一个资源时，必须先释放占有的较高层次的资源，当进程得到某一层的一个资源后，它想申请该层的另一个资源时，必须先释放该层中的已占资源。

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