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Java并发编程入门（九）死锁和死锁定位

死锁：一组互相竞争资源的线程因互相等待，导致“永久”阻塞的现象。

满足死锁的四个条件：

1.互斥，共享资源 X 和 Y 只能被一个线程占用

2.占有且等待，线程 T1 已经取得共享资源 X，在等待共享资源Y的时候，不释放共享资源 X；

3.不可抢占，其他线程不能强行抢占线程 T1占有的资源,因为不可抢占，所以要等待;

4.循环等待，线程T1等待线程T2占有的资源，线程T2等待线程T1占有的资源，就是循环等待。

这四个条件同时满足时，才会发生死锁，因此避免死锁只要打破其中一个条件则可。

二、避免死锁方法

1.对于互斥这个条件无法破坏，因为使用锁为的就是互斥。

2.对于占有且等待，可以同时获取要使用的多个资源锁X和Y，这样就不会存在取得了X还要等待Y。这种方式只在需要获取的资源锁较少的情况下使用，如果要获取的资源锁很多（例如10个），就不太可行。

3.对于不可抢占，可以获取了部分资源，再进一步获取其他资源时如果获取不到时，把已经获取的资源一起释放掉。此时意味着操作不能按照预期处理，需要考虑异常如何处理，例如是否需要重试。

4.对于循环等待，可以将需要获取的锁资源排序，按照顺序获取，这样就不会多个线程交叉获取相同的资源导致死锁，而是在获取相同的资源时就等待，直到它释放。

综上，对于极易发生死锁的场景，处理如下：

1.获取锁时带上超时时间，获取不到就放弃，这样能最简单的避免死锁，这也意味着不能使用synchronized关键字来获得锁资源。

2.对于已经获取到的锁资源，增加主动释放机制。

3.放弃锁资源时增加异常流程处理，如重试。

4.需要获取的多个锁资源排序处理，虽然前面几点可以一定程度避免死锁，但不排序的结果就是首次处理失败，重试时还可能再次失败，虽然没有发生死锁，但同一笔业务重试了N次可能也没有成功，导致无谓占用资源。

三、死锁定位

1.模拟死锁代码

package com.javashizhan.concurrent.demo.deadlock;

/**
 * @ClassName DeadlockDemo
 * @Description TODO
 * @Author 铿然一叶
 * @Date 2019/10/3 23:40
 * javashizhan.com
 **/
public class DeadlockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建两个用于加锁的对象
        final Object lockX = new Object();
        final Object lockY = new Object();

        System.out.println("lockX " + lockX);
        System.out.println("lockY " + lockY);

        Thread tX = new Thread(new Worker(lockX, lockY), "tX");
        //交换锁的顺序，模拟死锁
        Thread tY = new Thread(new Worker(lockY, lockX), "tY");

        tX.start();
        tY.start();
    }
}

class Worker implements Runnable {

    private final Object lockX;

    private final Object lockY;

    public Worker(Object lockX, Object lockY) {
        this.lockX = lockX;
        this.lockY = lockY;
    }

    public void run() {
        synchronized (lockX) {
            //休眠一会，等待另外一个线程获取到lockY
            sleep(2000);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get lock " + lockX);

            synchronized (lockY) {
                //这一步由于发生了死锁永远不会执行
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get lock " + lockY);
            }
        }
    }

    private void sleep(long millis) {
        try {
            Thread.sleep(millis);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}


复制代码

2.执行程序输出的日志

lockX java.lang.Object@28d93b30
lockY java.lang.Object@1b6d3586
tX get lock java.lang.Object@28d93b30
tY get lock java.lang.Object@1b6d3586
复制代码

可以看到两个线程各自获取一个锁后发生了死锁，没有继续往下执行。

3.jps查看java进程

4.jstack查看java进程堆栈信息，关键部分如下：

可以看到有一个死锁发生，原因是tY线程和tX线程已经获取到的锁和将要获取的锁形成了循环依赖，导致死锁。

四、解决死锁问题

对于这个例子，死锁是因为两个锁循环依赖，根据上面描述的避免死锁方法，只要对锁排序则可，排序代码如下：

public Worker(Object lockX, Object lockY) {
        int result = lockX.toString().compareTo(lockY.toString());
        this.lockX = result == -1 ? lockX : lockY;
        this.lockY = result == -1 ? lockY : lockX;
    }
复制代码

代码修改后程序执行日志：

lockX java.lang.Object@28d93b30
lockY java.lang.Object@1b6d3586
tX get lock java.lang.Object@1b6d3586
tX get lock java.lang.Object@28d93b30
tY get lock java.lang.Object@1b6d3586
tY get lock java.lang.Object@28d93b30
复制代码

可以看到锁排序后，只有一个线程获取到所有锁并执行完后，另外一个线程才能获取锁，死锁问题解决。

end.