什麼是線程死鎖？形成條件是什麼？如何避免？

什麼是線程死鎖

死鎖是指兩個或兩個以上的程序（線程）在執行過程中，由于競争資源或者由于彼此通信而造成的一種阻塞的現象，若無外力作用，它們都将無法推進下去。此時稱系統處于死鎖狀态或系統産生了死鎖，這些永遠在互相等待的程序（線程）稱為死鎖程序（線程）。

多個線程同時被阻塞，它們中的一個或者全部都在等待某個資源被釋放。由于線程被無限期地阻塞，是以程式不可能正常終止。

如下圖所示，線程 A 持有資源 2，線程 B 持有資源 1，他們同時都想申請對方的資源，是以這兩個線程就會互相等待而進入死鎖狀态。

線程死鎖

下面通過一個例子來說明線程死鎖，代碼模拟了上圖的死鎖的情況 (代碼來源于《并發程式設計之美》輸出結果

public class DeadLockDemo {
    private static Object resource1 = new Object();//資源 1
    private static Object resource2 = new Object();//資源 2

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
                synchronized (resource2) {
                    System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                }
            }
        }, "線程 1").start();
        new Thread(() -> {
            synchronized (resource2) {
                System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource1");
                synchronized (resource1) {
                    System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                }
            }
        }, "線程 2").start();
    }
}
           

輸出結果

Thread[線程 1,5,main]get resource1
Thread[線程 2,5,main]get resource2
Thread[線程 1,5,main]waiting get resource2
Thread[線程 2,5,main]waiting get resource1
           

線程 A 通過 synchronized (resource1) 獲得 resource1 的螢幕鎖，然後通過Thread.sleep(1000)；讓線程 A 休眠 1s 為的是讓線程 B 得到CPU執行權，然後擷取到 resource2 的螢幕鎖。線程 A 和線程 B 休眠結束了都開始企圖請求擷取對方的資源，然後這兩個線程就會陷入互相等待的狀态，這也就産生了死鎖。上面的例子符合産生死鎖的四個必要條件。

形成死鎖的四個必要條件是什麼

（1）互斥條件：線程(程序)對于所配置設定到的資源具有排它性，即一個資源隻能被一個線程(程序)占用，直到被該線程(程序)釋放

（2）請求與保持條件：一個線程(程序)因請求被占用資源而發生阻塞時，對已獲得的資源保持不放。

（3）不剝奪條件：線程(程序)已獲得的資源在末使用完之前不能被其他線程強行剝奪，隻有自己使用完畢後才釋放資源。

（4）循環等待條件：當發生死鎖時，所等待的線程(程序)必定會形成一個環路（類似于死循環），造成永久阻塞

如何避免線程死鎖

我們隻要破壞産生死鎖的四個條件中的其中一個就可以了。

破壞互斥條件

這個條件我們沒有辦法破壞，因為我們用鎖本來就是想讓他們互斥的（臨界資源需要互斥通路）。

破壞請求與保持條件

一次性申請所有的資源。

破壞不剝奪條件

占用部分資源的線程進一步申請其他資源時，如果申請不到，可以主動釋放它占有的資源。

破壞循環等待條件

靠按序申請資源來預防。按某一順序申請資源，釋放資源則反序釋放。破壞循環等待條件。

我們對線程 2 的代碼修改成下面這樣就不會産生死鎖了。

new Thread(() -> {
    synchronized (resource1) {
        System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
        synchronized (resource2) {
            System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
        }
    }
}, "線程 2").start();
           

Thread[線程 1,5,main]get resource1我們分析一下上面的代碼為什麼避免了死鎖的發生?
           

我們分析一下上面的代碼為什麼避免了死鎖的發生?歡迎關注公種浩：程式員追風，領取一線大廠Java面試題總結+各知識點學習思維導圖+一份300頁pdf文檔的Java核心知識點總結！

線程 1 首先獲得到 resource1 的螢幕鎖，這時候線程 2 就擷取不到了。然後線程 1 再去擷取 resource2 的螢幕鎖，可以擷取到。然後線程 1 釋放了對 resource1、resource2 的螢幕鎖的占用，線程 2 擷取到就可以執行了。這樣就破壞了破壞循環等待條件，是以避免了死鎖。