线程安全之死锁

一、概念

二、例子

三、死锁相关面试题目

一、概念

死锁主要发生在有多个依赖锁存在时,会在一个线程试图以另一个线程相反顺序锁住互斥量时发生

死锁使得一个或多个线程被挂起而无法继续执行,最糟糕的是,这种情况还不容易被发现。

在一个线程中对一个已经加锁的普通锁再次加锁,将导致死锁

这种情况可能出现在设计得不够仔细地递归函数中。

另外,如果两个线程按照不同的顺序来申请两个互斥锁,也容易发生死锁

二、例子

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>int a=0;
int b=0;
pthread_mutex_t mutex_a;
pthread_mutex_t mutex_b;
void *another(void *arg)
{pthread_mutex_lock(&mutex_b);printf("in child thread,got mutex b,waiting for mutex a\n");sleep(5);++b;pthread_mutex_lock(&mutex_a);b+=a++;pthread_mutex_unlock(&mutex_a);pthread_mutex_unlock(&mutex_b);pthread_exit(NULL);
}int main()
{pthread_t id;pthread_mutex_init(&mutex_a,NULL);pthread_mutex_init(&mutex_b,NULL);pthread_create(&id,NULL,another,NULL);pthread_mutex_lock(&mutex_a);printf("in parent thread,got mutex a,waiting for mutex b\n");sleep(5);++a;pthread_mutex_lock(&mutex_b);a+=b++;pthread_mutex_unlock(&mutex_b);pthread_mutex_unlock(&mutex_a);pthread_join(id,NULL);pthread_mutex_destroy(&mutex_a);pthread_mutex_destroy(&mutex_b);exit(0);
}

主线程试图先占有互斥锁mutex_a,然后操作被该锁保护的变量a,但操作完毕之后,主线程并没有立即释放互斥锁mutex_a,而是又申请互斥锁mutex b,并在两个互斥锁的保护下,操作变量a和b,最后才一起释放这两个互斥锁;

于此同时,子线程则按照相反的顺序来申请互斥锁mutex_a和mutex_b,并在两个锁的保护下操作变量a和b;

我们用sleep函数来模拟连续两次调用pthread_mutex_lock之间的时间差,以确保代码中的两个线程各自先占用一个互斥锁(主线程占有mutex_a,子线程占有mutex_b),然后等待另外一个互斥锁(主线程等待mutex_b,子线程等待mutex_a).这样,两个线程就僵持住了,谁也不能继续往下执行,从而形成死锁.

如果代码中不加入sleep函数,则这段代码或许总能成功地运行,从而为程序留下了一个潜在地bug.

如何避免死锁是使用互斥量应该格外注意的东西