1. Java中導(dǎo)致死鎖的原因

Java中死鎖最簡(jiǎn)單的情況是，一個(gè)線(xiàn)程T1持有鎖L1并且申請(qǐng)獲得鎖L2，而另一個(gè)線(xiàn)程T2持有鎖L2并且申請(qǐng)獲得鎖L1，因?yàn)槟J(rèn)的鎖申請(qǐng)操作都是阻塞的，所以線(xiàn)程T1和T2永遠(yuǎn)被阻塞了。導(dǎo)致了死鎖。這是最容易理解也是最簡(jiǎn)單的死鎖的形式。但是實(shí)際環(huán)境中的死鎖往往比這個(gè)復(fù)雜的多?？赡軙?huì)有多個(gè)線(xiàn)程形成了一個(gè)死鎖的環(huán)路，比如：線(xiàn)程T1持有鎖L1并且申請(qǐng)獲得鎖L2，而線(xiàn)程T2持有鎖L2并且申請(qǐng)獲得鎖L3，而線(xiàn)程T3持有鎖L3并且申請(qǐng)獲得鎖L1，這樣導(dǎo)致了一個(gè)鎖依賴(lài)的環(huán)路：T1依賴(lài)T2的鎖L2，T2依賴(lài)T3的鎖L3，而T3依賴(lài)T1的鎖L1。從而導(dǎo)致了死鎖。

從這兩個(gè)例子，我們可以得出結(jié)論，產(chǎn)生死鎖可能性的最根本原因是：線(xiàn)程在獲得一個(gè)鎖L1的情況下再去申請(qǐng)另外一個(gè)鎖L2，也就是鎖L1想要包含了鎖L2，也就是說(shuō)在獲得了鎖L1，并且沒(méi)有釋放鎖L1的情況下，又去申請(qǐng)獲得鎖L2，這個(gè)是產(chǎn)生死鎖的最根本原因。另一個(gè)原因是默認(rèn)的鎖申請(qǐng)操作是阻塞的。

2. Java中如何避免死鎖

既然我們知道了產(chǎn)生死鎖可能性的原因，那么就可以在編碼時(shí)進(jìn)行規(guī)避。Java是面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，程序的最小單元是對(duì)象，對(duì)象封裝了數(shù)據(jù)和操作，所以Java中的鎖一般也是以對(duì)象為單位的，對(duì)象的內(nèi)置鎖保護(hù)對(duì)象中的數(shù)據(jù)的并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)。所以如果我們能夠避免在對(duì)象的同步方法中調(diào)用其它對(duì)象的同步方法，那么就可以避免死鎖產(chǎn)生的可能性。如下所示的代碼，就存在死鎖的可能性：

public class ClassB {
  private String address;
  // ...
  
  public synchronized void method1(){
    // do something
  }
  // ... ...
}

public class ClassA {
  private int id;
  private String name;
  private ClassB b;
  // ...
  
  public synchronized void m1(){
    // do something
    b.method1();
  }
  // ... ...
}

上面的ClassA.m1()方法，在對(duì)象的同步方法中又調(diào)用了ClassB的同步方法method1()，所以存在死鎖發(fā)生的可能性。我們可以修改如下，避免死鎖：

public class ClassA {
  private int id;
  private String name;
  private ClassB b;
  // ...
  
  public void m2(){
    synchronized(this){
      // do something
    }
    b.method1();
  }
  // ... ...
}

這樣的話(huà)減小了鎖定的范圍，兩個(gè)鎖的申請(qǐng)就沒(méi)有發(fā)生交叉，避免了死鎖的可能性，這是最理性的情況，因?yàn)殒i沒(méi)有發(fā)生交叉。但是有時(shí)是不允許我們這樣做的。此時(shí)，如果只有ClassA中只有一個(gè)m1這樣的方法，需要同時(shí)獲得兩個(gè)對(duì)象上的鎖，并且不會(huì)將實(shí)例屬性 b 溢出(return b;)，而是將實(shí)例屬性 b 封閉在對(duì)象中，那么也不會(huì)發(fā)生死鎖。因?yàn)闊o(wú)法形成死鎖的閉環(huán)。但是如果ClassA中有多個(gè)方法需要同時(shí)獲得兩個(gè)對(duì)象上的鎖，那么這些方法就必須以相同的順序獲得鎖。

比如銀行轉(zhuǎn)賬的場(chǎng)景下，我們必須同時(shí)獲得兩個(gè)賬戶(hù)上的鎖，才能進(jìn)行操作，兩個(gè)鎖的申請(qǐng)必須發(fā)生交叉。這時(shí)我們也可以打破死鎖的那個(gè)閉環(huán)，在涉及到要同時(shí)申請(qǐng)兩個(gè)鎖的方法中，總是以相同的順序來(lái)申請(qǐng)鎖，比如總是先申請(qǐng) id 大的賬戶(hù)上的鎖 ，然后再申請(qǐng) id 小的賬戶(hù)上的鎖，這樣就無(wú)法形成導(dǎo)致死鎖的那個(gè)閉環(huán)。

public class Account {
  private int id;  // 主鍵
  private String name;
  private double balance;
  
  public void transfer(Account from, Account to, double money){
    if(from.getId() > to.getId()){
      synchronized(from){
        synchronized(to){
          // transfer
        }
      }
    }else{
      synchronized(to){
        synchronized(from){
          // transfer
        }
      }
    }
  }

  public int getId() {
    return id;
  }
}

這樣的話(huà)，即使發(fā)生了兩個(gè)賬戶(hù)比如 id=1的和id=100的兩個(gè)賬戶(hù)相互轉(zhuǎn)賬，因?yàn)椴还苁悄膫€(gè)線(xiàn)程先獲得了id=100上的鎖，另外一個(gè)線(xiàn)程都不會(huì)去獲得id=1上的鎖(因?yàn)樗麤](méi)有獲得id=100上的鎖)，只能是哪個(gè)線(xiàn)程先獲得id=100上的鎖，哪個(gè)線(xiàn)程就先進(jìn)行轉(zhuǎn)賬。這里除了使用id之外，如果沒(méi)有類(lèi)似id這樣的屬性可以比較，那么也可以使用對(duì)象的hashCode()的值來(lái)進(jìn)行比較。

上面我們說(shuō)到，死鎖的另一個(gè)原因是默認(rèn)的鎖申請(qǐng)操作是阻塞的，所以如果我們不使用默認(rèn)阻塞的鎖，也是可以避免死鎖的。我們可以使用ReentrantLock.tryLock()方法，在一個(gè)循環(huán)中，如果tryLock()返回失敗，那么就釋放以及獲得的鎖，并睡眠一小段時(shí)間。這樣就打破了死鎖的閉環(huán)。

比如：線(xiàn)程T1持有鎖L1并且申請(qǐng)獲得鎖L2，而線(xiàn)程T2持有鎖L2并且申請(qǐng)獲得鎖L3，而線(xiàn)程T3持有鎖L3并且申請(qǐng)獲得鎖L1

此時(shí)如果T3申請(qǐng)鎖L1失敗，那么T3釋放鎖L3，并進(jìn)行睡眠，那么T2就可以獲得L3了，然后T2執(zhí)行完之后釋放L2, L3，所以T1也可以獲得L2了執(zhí)行完然后釋放鎖L1, L2，然后T3睡眠醒來(lái)，也可以獲得L1, L3了。打破了死鎖的閉環(huán)。

這些情況，都還是比較好處理的，因?yàn)樗鼈兌际窍嚓P(guān)的，我們很容易意識(shí)到這里有發(fā)生死鎖的可能性，從而可以加以防備。很多情況的場(chǎng)景都不會(huì)很明顯的讓我們察覺(jué)到會(huì)存在發(fā)生死鎖的可能性。所以我們還是要注意：

一旦我們?cè)谝粋€(gè)同步方法中，或者說(shuō)在一個(gè)鎖的保護(hù)的范圍中，調(diào)用了其它對(duì)象的方法時(shí)，就要十而分的小心：

1）如果其它對(duì)象的這個(gè)方法會(huì)消耗比較長(zhǎng)的時(shí)間，那么就會(huì)導(dǎo)致鎖被我們持有了很長(zhǎng)的時(shí)間；

2）如果其它對(duì)象的這個(gè)方法是一個(gè)同步方法，那么就要注意避免發(fā)生死鎖的可能性了；

最好是能夠避免在一個(gè)同步方法中調(diào)用其它對(duì)象的延時(shí)方法和同步方法。如果不能避免，就要采取上面說(shuō)到的編碼技巧，打破死鎖的閉環(huán)，防止死鎖的發(fā)生。同時(shí)我們還可以盡量使用“不可變對(duì)象”來(lái)避免鎖的使用，在某些情況下還可以避免對(duì)象的共享，比如 new 一個(gè)新的對(duì)象代替共享的對(duì)象，因?yàn)殒i一般是對(duì)象上的，對(duì)象不相同了，也就可以避免死鎖，另外盡量避免使用靜態(tài)同步方法，因?yàn)殪o態(tài)同步相當(dāng)于全局鎖。還有一些封閉技術(shù)可以使用：比如堆棧封閉，線(xiàn)程封閉，ThreadLocal，這些技術(shù)可以減少對(duì)象的共享，也就減少了死鎖的可能性。

總結(jié)一下：

死鎖的根本原因

1）是多個(gè)線(xiàn)程涉及到多個(gè)鎖，這些鎖存在著交叉，所以可能會(huì)導(dǎo)致了一個(gè)鎖依賴(lài)的閉環(huán)；

2）默認(rèn)的鎖申請(qǐng)操作是阻塞的。

所以要避免死鎖，就要在一遇到多個(gè)對(duì)象鎖交叉的情況，就要仔細(xì)審查這幾個(gè)對(duì)象的類(lèi)中的所有方法，是否存在著導(dǎo)致鎖依賴(lài)的環(huán)路的可能性。要采取各種方法來(lái)杜絕這種可能性。

以上所述是小編給大家介紹的java中產(chǎn)生死鎖的原因及如何避免詳解整合，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！

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