1. 理解死锁形成的原因
互斥条件:一个资源每次只能被一个线程使用。
请求与保持条件:线程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
不剥夺条件:线程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。
循环等待条件:若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
2. 避免死锁的策略
2.1 加锁顺序一致
确保多个线程在访问多个资源时,总是以相同的顺序请求锁。这样可以避免循环等待条件。
2.2 尝试锁
使用尝试锁(如pthread_mutex_trylock在Linux下)来尝试获取锁,如果获取失败则放弃或稍后重试。这可以防止线程无限期地等待一个无法获得的锁。
2.3 设置加锁时限
为获取锁设置超时时间。如果线程在超时时间内无法获得锁,则释放之前获得的锁并稍后重试。这可以防止线程长时间等待。
2.4 使用锁超时和重试机制
结合设置加锁时限和重试机制,可以在线程无法获得锁时自动释放资源并稍后重试,从而避免死锁。
2.5 检测死锁
实现死锁检测机制,定期检查线程之间是否存在循环等待关系。如果检测到死锁,可以采取措施(如释放所有锁、回退并等待一段时间后再次尝试)来解决。
2.6 避免嵌套锁
尽量避免在持有一个锁的同时请求另一个锁,因为这可能导致死锁。如果必须这样做,请确保嵌套锁的获取顺序与单独锁的获取顺序一致。
2.7 使用高级并发工具
利用Java等编程语言提供的高级并发工具(如java.util.concurrent包中的工具)来简化并发编程并减少死锁的风险。
3. 注意事项
避免过度同步:过度同步会导致性能下降并增加死锁的风险。只同步确实需要保护的资源。
使用锁粒度适中:锁的粒度过大可能导致不必要的阻塞和死锁;锁的粒度过小则可能导致过多的锁操作和性能下降。
注意异常处理:在加锁和解锁的代码中正确处理异常,确保在异常情况下也能正确释放锁。
4. 总结
避免死锁需要深入理解死锁形成的原因并采取适当的策略来预防。通过加锁顺序一致、尝试锁、设置加锁时限、检测死锁、避免嵌套锁和使用高级并发工具等方法,可以有效地减少死锁的风险并提高程序的并发性能。