Java中的線程死鎖是什么？如何避免？

認識線程死鎖

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，因此程序不可能正常終止。

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，所以這兩個線程就會互相等待而進入死鎖狀態。

下面通過一個例子來說明線程死鎖,代碼模擬了上圖的死鎖的情況 (代碼來源于《并發編程之美》)：

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(); }}

Output

Thread[線程 1,5,main]get resource1Thread[線程 2,5,main]get resource2Thread[線程 1,5,main]waiting get resource2Thread[線程 2,5,main]waiting get resource1

線程 A 通過 synchronized (resource1) 獲得 resource1 的監視器鎖，然后通過Thread.sleep(1000);讓線程 A 休眠 1s 為的是讓線程 B 得到執行然后獲取到 resource2 的監視器鎖。線程 A 和線程 B 休眠結束了都開始企圖請求獲取對方的資源，然后這兩個線程就會陷入互相等待的狀態，這也就產生了死鎖。上面的例子符合產生死鎖的四個必要條件。

學過操作系統的朋友都知道產生死鎖必須具備以下四個條件：

互斥條件：該資源任意一個時刻只由一個線程占用。 請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。 不剝奪條件:線程已獲得的資源在末使用完之前不能被其他線程強行剝奪，只有自己使用完畢后才釋放資源。 循環等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環等待資源關系。

如何避免線程死鎖?

我們只要破壞產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（臨界資源需要互斥訪問）。

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產生死鎖了。

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();

Output

Thread[線程 1,5,main]get resource1Thread[線程 1,5,main]waiting get resource2Thread[線程 1,5,main]get resource2Thread[線程 2,5,main]get resource1Thread[線程 2,5,main]waiting get resource2Thread[線程 2,5,main]get resource2

Process finished with exit code 0

我們分析一下上面的代碼為什么避免了死鎖的發生?

線程 1 首先獲得到 resource1 的監視器鎖,這時候線程 2 就獲取不到了。然后線程 1 再去獲取 resource2 的監視器鎖，可以獲取到。然后線程 1 釋放了對 resource1、resource2 的監視器鎖的占用，線程 2 獲取到就可以執行了。這樣就破壞了破壞循環等待條件，因此避免了死鎖。

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