Java死鎖的產生原因及解決方法總結

更新時間：2023年11月06日 09:24:22 作者：一一哥Sun

Java中的死鎖是指多個線程同時占用一些共享資源且彼此相互等待,從而導致所有的線程都被阻塞,不能繼續(xù)執(zhí)行程序的情況,本文小編給大家介紹了Java死鎖的產生原因及解決方法總結,需要的朋友可以參考下

一. 死鎖

1. 概念

Java中的死鎖是指多個線程同時占用一些共享資源且彼此相互等待，從而導致所有的線程都被阻塞，不能繼續(xù)執(zhí)行程序的情況。這就好比在一個十字路口，沒有交警也沒有紅綠燈指揮通行，所有的車輛都占據(jù)道路且互相等待對方讓出路權，此時就很容易造成道路堵死，這其實就是道路的“死鎖”。如下圖所示：

2. 死鎖案例

雖然我們現(xiàn)在已經知道了死鎖的概念，但具體什么時候會產生死鎖，相信很多小伙伴肯定還是弄不不清楚。所以接下來就給大家設計一個會產生死鎖的代碼案例，如下所示：

/**
 * @author 一一哥Sun
 * @company 千鋒教育
 */
public class Demo21 {
    // 定義2個鎖定的對象
    private Object lock1 = new Object();
    private Object lock2 = new Object();

    public void method1() {
        // 鎖定對象1
        synchronized (lock1) {
            System.out.println("Method 1: 獲取對象lock1的鎖");
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            // 鎖定對象2
            synchronized (lock2) {
                System.out.println("Method 1: 獲取對象lock2的鎖");
            }
        }
     }

    public void method2() {
        // 鎖定對象2
        synchronized (lock2) {
            System.out.println("Method 2: 獲取對象lock2的鎖");
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            // 鎖定對象1
            synchronized (lock1) {
                System.out.println("Method 2: 獲取對象lock1的鎖");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        final Demo21 example = new Demo21();

        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                example.method1();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                example.method2();
            }
        });

        //開啟線程
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

在上面的案例中，定義了兩個方法method1和method2，這兩個方法分別占用了lock1和lock2兩個鎖，并且在執(zhí)行過程中會互相等待對方的鎖，從而形成了死鎖。如果我們運行該程序，就會看到兩個線程互相等待對方釋放自己占用的鎖，這最終會導致所有的線程都被阻塞。上述案例中死鎖的產生原因，如下圖所示：

根據(jù)上面的案例，你可以總結出會導致死鎖的條件嗎？我們繼續(xù)往下看。

3. 產生條件

其實一個Java程序要想產生死鎖，也并不是那么容易，只有同時滿足以下條件才行：

互斥條件：多個線程需同時訪問一個共享資源，但每次只能有一個線程訪問該資源；

請求和保持條件：一個線程在持有一個資源的同時，還想請求另一個資源；

不可剝奪條件：已經分配的資源不能被其他線程剝奪；

循環(huán)(環(huán)路)等待條件：多個線程形成了一個循環(huán)等待資源的鏈路，例如線程A等待線程B釋放自己所占用的資源，線程B等待線程C釋放自己所占用的資源，而線程C又等待線程A釋放自己所占用的資源。

只有同時滿足了以上條件，程序中才會產生死鎖。既然我們現(xiàn)在知道了死鎖的產生條件，那又該怎么解決呢？

4. 解決辦法

我們知道，當出現(xiàn)死鎖時，所有的線程都會被阻塞，且不能再繼續(xù)執(zhí)行程序，所以我們必須解決死鎖。一般情況下，我們可以通過以下方式來避免線程死鎖：

避免使用多個鎖；

盡可能減少同步代碼塊的長度；

嘗試改變鎖的獲取順序，避免線程之間形成循環(huán)等待；

使用定時鎖，當?shù)却龝r間超過一定的時間值后就自動釋放鎖。

以上就是打破死鎖條件的解決辦法，但是具體放到Java代碼中又是怎么樣的呢？接下來就把上面產生死鎖的代碼修改一下，解決死鎖問題。

5. 案例優(yōu)化

接下來就把上面產生死鎖的案例優(yōu)化一下，解決掉案例中的死鎖，代碼如下：

public class Demo22 {
    // 定義2個鎖定的對象
    private Object lock1 = new Object();
    private Object lock2 = new Object();

    public void method1() {
        //鎖定對象
        synchronized(lock1) {
            System.out.println("Method 1: 獲取對象鎖lock 1");
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            
            synchronized(lock2) {
                System.out.println("Method 1: 獲取對象鎖lock 2");
            }
        }
    }

    public void method2() {
        synchronized(lock1) {
            System.out.println("Method 2: 獲取對象鎖lock 1");
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            
            synchronized(lock2) {
                System.out.println("Method 2: 獲取對象鎖lock 2");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        final Demo22 demo = new Demo22();

        //定義兩個線程
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
        	@Override
            public void run() {
            	demo.method1();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
        	@Override
            public void run() {
            	demo.method2();
            }
        });

        //開啟線程
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

上面的這個案例與之前的案例代碼幾乎一樣，但與之不同的是，本案例中的方法method1和method2，都是先占用lock1鎖，再占用lock2鎖，這樣就避免了死鎖的發(fā)生，因為這兩個方法占用鎖的順序是一致的。所以我們在編寫多線程代碼時，需要特別注意線程死鎖的問題，避免影響程序的正常執(zhí)行。