Linux线程死锁详解

我们已经学会了 4 种实现线程同步的方法（互斥锁、信号量、条件变量和读写锁），很多初学者在使用这些方法的过程中，经常会发生 线程一直被阻塞 的情况，我们习惯将这种情况称为 死锁 。

有关 4 种线程同步机制的详细讲解，您可以点击《多线程编程（C语言+Linux）》做系统地学习。

线程死锁指的是线程需要使用的公共资源一直被其它线程占用，导致该线程一直处于 阻塞 状态，无法继续执行。举个例子，用互斥锁实现线程同步的过程中，初学者经常忘记为 加锁 的线程及时 解锁 ，这种情况下就会发生死锁（实例一）：

#include stdio.h 

#include pthread.h 

//创建并初始化互斥锁

pthread_mutex_t myMutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void *thread_func(void *arg) {

 int islock;

 //为线程加锁 

 islock = pthread_mutex_lock( myMutex);

 if (islock == 0) {

 printf( 线程 %u 已加锁/n , pthread_self());

 return 0;

int main() {

 int flag;

 int i;

 //创建 4 个线程

 pthread_t tids[4];

 for (i = 0; i i++)

 flag = pthread_create( tids[i], NULL, thread_func, NULL);

 if (flag == 0) {

 printf( 线程 %u 创建完成/n ,tids[i]);

 for(i = 0; i i++){

 pthread_join(tids[i], NULL);

 printf( 线程 %u 执行完成/n ,tids[i]);

 return 0;

}

假设程序编写在 thread.c 文件中，执行过程如下：

[root@localhost ~]# gcc thread.c -o thread.exe -lpthread
[root@localhost ~]# ./thread.exe
线程 3135751936 创建完成
线程 3125262080 创建完成
线程 3114772224 创建完成
线程 3135751936 已加锁
线程 3104282368 创建完成
线程 3135751936 执行完成
                                            其它 3 个线程发生了死锁

程序中共创建了 4 个线程，它们都执行 thread_func() 函数，该函数内完成了对互斥锁的 加锁 操作，但没有调用 pthread_mutex_unlock() 函数对互斥锁 解锁 。通过程序的执行结果可以看到，4 个线程中仅有 1 个线程成功执行结束，其它 3 个线程一直处于等待互斥锁 解锁 的阻塞状态，发生了死锁。

再举一个例子（实例二）：

#include stdio.h 

#include pthread.h 

#include unistd.h 

pthread_mutex_t mutex;

pthread_mutex_t mutex2;

void *func1(void *args)

 pthread_mutex_lock( mutex);

 printf( t1 成功申请 mytex 锁/n 

 sleep(2);

 pthread_mutex_lock( mutex2);

 printf( t1 成功申请 mytex2 锁/n 

 printf( %u is running/n ,pthread_self());

 pthread_mutex_unlock( mutex);

 printf( ------%u done/n ,pthread_self()); 

void *func2(void *args)

 pthread_mutex_lock( mutex2);

 printf( t2 成功申请 mytex2 锁/n 

 sleep(2);

 pthread_mutex_lock( mutex);

 printf( t2 成功申请 mytex 锁/n 

 printf( %u is running/n ,pthread_self()); 

 pthread_mutex_unlock( mutex);

 printf( ------%u done/n ,pthread_self());

int main()

 int ret;

 pthread_t t1;

 pthread_t t2;

 pthread_mutex_init( mutex,NULL);

 pthread_mutex_init( mutex2,NULL);

 ret = pthread_create( t1, NULL, func1, NULL);

 if(ret != 0){

 printf( create t1 fail/n 

 ret = pthread_create( t2, NULL, func2, NULL);

 if(ret != 0){

 printf( create t2 fail/n 

 pthread_join(t1,NULL);

 pthread_join(t2,NULL);

 pthread_mutex_destroy( mutex);

 pthread_mutex_destroy( mutex2);

 return 0;

}

假设程序编写在 thread.c 文件中，执行过程如下：

[root@localhost ~]# gcc thread.c -o thread.exe -lpthread
[root@localhost ~]# ./thread.exe
t1 成功申请 mytex 锁
t2 成功申请 mytex2 锁
                                          t1 和 t2 都发生了死锁

程序中创建了 mutex 和 mutex2 两个互斥锁，线程 t1 和 t2 同时执行。从执行结果可以看到，t1 成功申请了 mutex 锁，t2 成功申请了 mutex2 锁，t1 一直等待 t2 释放 mutex2 锁，而 t2 一直等待 t1 释放 mutex 锁，两个线程都因等待对方释放资源产生了死锁。

总的来说，当进程空间中的某公共资源不允许多个线程同时访问时，某线程访问公共资源后不及时释放资源，就很可能产生线程死锁。

避免线程死锁的几点建议

1) 使用互斥锁、信号量、条件变量和读写锁实现线程同步时，要注意以下几点：

注意，函数中可以设置多种结束执行的路径，但无论线程选择哪个路径结束执行，都要保证能够将占用的资源释放掉。

2) POSIX 标准中，很多阻塞线程执行的函数都提供有 tryxxx() 和 timexxx() 两个版本，例如 pthread_mutex_lock() 和 pthread_mutex_trylock()、sem_wait() 和 sem_trywait()、pthread_cond_wait() 和 pthread_cond_timedwait() 等，它们可以完成同样的功能，但 tryxxx() 版本的函数不会阻塞线程，timexxx() 版本的函数不会一直阻塞线程。

实际开发中，建议您优先选择 tryxxx() 或者 timexxx() 版本的函数，可以大大降低线程产生死锁的概率。

3) 多线程程序中，多个线程请求资源的顺序最好保持一致。实例二中，线程 t1 先请求 mutex 锁然后再请求 mutex2 锁，而 t2 则是先请求 mutex2 锁然后再请求 mutex 锁，这就是典型的因 请求资源顺序不一致 导致发生了线程死锁的情况。

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