死锁是指两个或两个以上的进程(线程)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,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程(线程)称为死锁进程(线程)。
多个线程同时被阻塞,它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线
程被无限期地阻塞,因此程序不可能正常终止。
如下图所示,线程 A 持有资源 2,线程 B 持有资源 1,他们同时都想申请对方
的资源,所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态。
下面通过一个例子来说明线程死锁,代码模拟了上图的死锁的情况
public class DeadLockDemo {private static final Object resource1 = new Object();//资源 1private static final Object resource2 = new Object();//资源 2public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {synchronized (resource1) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "get resource1");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "waiting get resource2");synchronized (resource2) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "get resource2");}}}, "线程 1---").start();new Thread(() -> {synchronized (resource2) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "get resource2");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "waiting get resource1");synchronized (resource1) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "get resource1");}}}, "线程 2---").start();}
}
输出结果:
线程 1---get resource1
线程 2---get resource2
线程 2---waiting get resource1
线程 1---waiting get resource2
线程 A 通过 synchronized (resource1) 获得 resource1 的监视器锁,然后通
过 Thread.sleep(1000) ;让线程 A 休眠 1s 为的是让线程 B 得到CPU执行权,然
后获取到 resource2 的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束了都开始企图请求
获取对方的资源,然后这两个线程就会陷入互相等待的状态,这也就产生了死
锁。上面的例子符合产生死锁的四个必要条件。
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形成死锁的四个必要条件是什么
1. 互斥条件:线程(进程)对于所分配到的资源具有排它性,即一个资源只
能被一个线程(进程)占用,直到被该线程(进程)释放
2. 请求与保持条件:一个线程(进程)因请求被占用资源而发生阻塞时,对
已获得的资源保持不放。
3. 不剥夺条件:线程(进程)已获得的资源在末使用完之前不能被其他线程
强行剥夺,只有自己使用完毕后才释放资源。
4. 循环等待条件:当发生死锁时,所等待的线程(进程)必定会形成一个环
路(类似于死循环),造成永久阻塞
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如何避免线程死锁
我们只要破坏产生死锁的四个条件中的其中一个就可以了。
破坏互斥条件
这个条件我们没有办法破坏,因为我们用锁本来就是想让他们互斥的(临界资源 需要互斥问)。
破坏请求与保持条件
一次性申请所有的资源。
破坏不剥夺条件
占用部分资源的线程进一步申请其他资源时,如果申请不到,可以主动释放它占 有的资源。
破坏循环等待条件
靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源,释放资源则反序释放。破坏循环 等待条件。
我们对线程 2 的代码修改成下面这样就不会产生死锁了。
new Thread(() -> {synchronized (resource1) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "get resource1");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "waiting get resource2");synchronized (resource2) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "get resource2");}}
}, "线程 2---").start();
输出结果
线程 1---get resource1
线程 1---waiting get resource2
线程 1---get resource2
线程 2---get resource1
线程 2---waiting get resource2
线程 2---get resource2
我们分析一下上面的代码为什么避免了死锁的发生?
线程 1 首先获得到 resource1 的监视器锁,这时候线程 2 就获取不到了。然后
线程 1 再去获取 resource2 的监视器锁,可以获取到。然后线程 1 释放了对
resource1、resource2 的监视器锁的占用,线程 2 获取到就可以执行了。这样
就破坏了破坏循环等待条件,因此避免了死锁。