一、什么是死鎖

所謂死鎖是指多個線程因競爭資源而造成的一種僵局(互相等待），若無外力作用，這些進程都將無法向前推進

二、死鎖產(chǎn)生的條件

以下將介紹死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖,這些條件必然成立，而只要上述條件之一不滿足，就不會發(fā)生死鎖

互斥條件

進程要求對所分配的資源(如打印機〉進行排他性控制,即在一段時間內(nèi)某資源僅為一個進程所占有。此時若有其他進程請求該資源，則請求進程只能等待

不可剝奪條件

進程所獲得的資源在未使用完畢之前,不能被其他進程強行奪走,即只能由獲得該資源的進程自己來釋放（只能是主動釋放)

請求與保持條件

進程已經(jīng)保持了至少一個資源,但又提出了新的資源請求,而該資源已被其他進程占有，此時請求進程被阻塞，但對自己已獲得的資源保持不放

循環(huán)等待條件

存在一種進程資源的循環(huán)等待鏈，鏈中每一個進程已獲得的資源同時被鏈中下一個進程所請求s即存在一個處于等待狀態(tài)的進程集合{PI, P2，…,， pn}

其中Pi等待的資源被P(i+1)占有( i=0,1,… , n-1)，n等待的資源被Po占有

但也有可能Pi等待的資源被P(i+1)占有( i=0,1,… , n-1)，但可以通過圈外也獲取資源（不死鎖），如圖所示

三、死鎖產(chǎn)生的演示

接下來我們創(chuàng)建示例類，通過不同線程來獲取不同的鎖看看

public class Deadlock implements Runnable {

	private int flag;//用于區(qū)分走向
		
	//對象鎖 static 使不同線程引用的都是同一地址
	private static Object obj1 =new Object();
	
	//對象鎖 static 使不同線程引用的都是同一地址
	private static Object obj2 =new Object();
	
	public Deadlock(int flag) {
        this.flag = flag;
    }
	
	public void run(){
		
		if(flag == 1){
			synchronized (obj1){
				System.out.println(Thread.currentThread().getName ()
						+ "獲取Obj1，需要請求Obj2");
				try{
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				synchronized (obj2){
					System.out.println(Thread.currentThread().getName ()
						+ "已獲取Obj1、獲取Obj2");
				}
			}
		}else{
			synchronized (obj2){
				System.out.println(Thread.currentThread().getName ()
						+ "獲取Obj2，需要請求Obj1");
				try{
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				synchronized (obj1){
					System.out.println(Thread.currentThread().getName ()
						+ "已獲取Obj2、獲取Obj1");
				}
			}
		}
	}
}

這時我們創(chuàng)建兩個線程， 執(zhí)行這兩個obj的鎖，看看是否會產(chǎn)生死鎖

class DeadlockTest {
    public static void main(String[] args) {

        Thread thread1 = new Thread(new Deadlock(1),"線程1");
        Thread thread2 = new Thread(new Deadlock(2),"線程2");

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
//運行結(jié)果如下：
線程1獲取Obj1，需要請求Obj2
線程2獲取Obj2，需要請求Obj1

我們發(fā)現(xiàn)并沒有已獲取obj1、obj2或者以獲取obj2、獲取obj1 的輸出，因為他們滿足了死鎖產(chǎn)生的條件

四、死鎖的預防

預防死鎖是設(shè)法至少破壞產(chǎn)生死鎖的四個必要條件之一嚴格的防止死鎖的出現(xiàn)

破壞互斥條件

“互斥”條件是無法破壞的。在死鎖預防里主要是破壞其他幾個必要條件，而不去涉及破壞“互斥”條件

破壞“占有并等待”條件

破壞“占有并等待”條件，就是在系統(tǒng)中不允許進程在已獲得某種資源的情況下，申請其他資源

即要想出一個辦法，阻止進程在持有資源的同時申請其他資源，有以下思路可提供：

• 方法一：即創(chuàng)建進程時，要求它申請所需的全部資源，系統(tǒng)或滿足其所有要求，或什么也不給它
• 方法二：要求每個進程提出新的資源申請前，釋放它所占有的資源

這樣一個進程在需要資源A時，須先把它先前占有的資源R釋放掉，然后才能提出對A的申請,即使它可能很快又要用到資源R

破壞“不可搶占”條件

破壞“不可搶占”條件就是允許對資源實行搶奪

如果占有某些資源的一個進程進行下一步資源請求被拒絕,則該進程必須釋放它最初占有的資源，如果有必要，可再次請求這些資源和另外的資源

如果一個進程請求當前被另一個進程占有的一個資源,則操作系統(tǒng)可以搶占另一個進程，要求它釋放資源。只有在任意兩個進程的優(yōu)先級都不相同的條件下，方法二才能預防死鎖

破壞“循環(huán)等待”條件

破壞“循環(huán)等待”條件的一種方法，是將系統(tǒng)中的所有資源統(tǒng)一編號，進程可在任何時刻提出資源申請，但所有申請必須按照資源的編號順序（升序）提出。這樣做就能保證系統(tǒng)不出現(xiàn)死鎖。

五、死鎖的避免

死鎖的語法是是嚴格限制產(chǎn)生死鎖的條件，避免死鎖的方式不嚴格限制，因為即使死鎖的必要條件存在，也不一定發(fā)生死鎖。而是讓程序通過算法再滿足條件后避免死鎖

避免方法：有序資源分配算法

該算法實現(xiàn)步驟如下:

• 必須為所有資源統(tǒng)一編號，例如打印機為1、傳真機為2、磁盤為3等
• 同類資源必須一次申請完，例如打印機和傳真機一般為同一個機器必須同時申請
• 不同類資源必須按順序申請

舉例：有兩個進程P1和P2，有兩個資源R1和R2，P1與P2線程、分別請求資源:R1、R2

P1先獲取R1、R2，而P2就請求等待P1釋放，這樣就破壞了環(huán)路條件，避免了死鎖的發(fā)生

避免方法：銀行家算法

銀行家算法（Banker's A1gorithm)是一個避免死鎖（Dead1ock）的著名算法，是由艾茲格·迪杰斯特拉在1965年為T.HE系統(tǒng)設(shè)計的一種避免死鎖產(chǎn)生的算法

它以銀行借貸系統(tǒng)的分配策略為基礎(chǔ)，判斷并保證系統(tǒng)的安全運行。流程圖如下:

避免方法：順序加鎖

當多個線程需要相同的一些鎖，但是按照不同的順序加鎖，死鎖就很容易發(fā)生

我們上面的示例代碼就是這樣的情況，線程1請求Obj1、Obj2，線程2請求Obj2、Obj1

而我們?nèi)绻軌虮ＷC所有的線程都是按照相同的順序獲得鎖，那么死鎖就不會發(fā)生

列如我們線程1請求Obj1、Obj2，線程2請求Obj1、Obj2

按照順序加鎖是一種有效的死鎖預防機制。但是這種方式需要事先知道所有可能會用到的鎖,但總有些時候是無法預知的,所以該種方式只適合特定場景

避免方法：限時加鎖

限時加鎖是線程在嘗試獲取鎖的時候加一個超時時間，若超過這個時間則放棄對該鎖請求，并回退并釋放所有已經(jīng)獲得的鎖，然后等待一段隨機的時間再重試

以下展示了兩個線程以不同的順序嘗試獲取相同的兩個鎖，在發(fā)生超時后回很并重試的場景：

//線程 1 鎖定A
Thread 1 locks A

//線程 2  鎖定B
Thread 2 locks B

//線程 1 嘗試去鎖定B，但已被鎖定
Thread 1 attempts to lock 8 but is blocked

//線程 2 嘗試去鎖定A，但已被鎖定
Thread 2 attempts to lock A but is blocked

//線程 1 等待鎖定B的時間超時了
Thread 1' s lock attempt on B times out

//線程 1 進行回退并釋放鎖定A的資源
Thread 1 backs up and releases A as well

//線程 1 等待一段時間再重試獲取
Thread 1 waits randomly (e.g. 257 millis) before retrying
Thread 2's lock attempt on A times out
Thread 2 backs up and releases B as well
Thread 2 waits randomly (e.g.43 millis) before retrying

在上面的例子中，線程2比線程1早200毫秒進行重試加鎖，因此它可以先成功地獲取到兩個鎖，這時線程1嘗試獲取鎖A并且處于等待狀態(tài)，當線程2結(jié)束時，線程1也可以順利的獲得這兩個鎖

這種方式有兩個缺點：

• 當線程數(shù)量少時，該種方式可避免死鎖,但當線程數(shù)量過多，這些線程的加鎖時限相同的概率就高很多，可能會導致超時后重試的死循環(huán)
• Java中不能對synchronized同步塊設(shè)置超時時間，你需要創(chuàng)建自定義鎖或使用Java5中 java .util.concurrent包下的工具

到此這篇關(guān)于Java并發(fā)編程之死鎖相關(guān)知識整理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java死鎖內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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