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#详细介绍！！！造成死锁的原因以及解决方案！

article 2024/11/13 7:59:16

本篇主要是介绍什么是死锁，已经死锁产生的原因，如果避免死锁。根据上述的几个问题让我们来阅读本篇文章。

1. 什么是死锁

2. 形成死锁的原因（四个必要条件）

3. 如果有效避免死锁

1. 什么是死锁

死锁主要是锁彼此间进行锁等待，导致每个锁都不能正常执行的情况

例子1：多个锁相互等待造成死锁

假设有两个锁对象为lock1，lock2

线程t1对lock1进行加锁操作，在lock1加锁操作中多lock2再进行加锁操作

线程t2先对lock2进行加锁操作，在lock2加锁操作中又对lock1进行加锁

此时就会造成死锁

伪代码：

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Object lock1 = new Object();
        Object lock2 = new Object();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while(true){
                synchronized (lock1){
                    synchronized (lock2){
                        System.out.println("hello t1");
                    }
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            while(true){
                synchronized (lock2){
                    synchronized (lock1){
                        System.out.println("hello t2");
                    }
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

上述代码则必然会造成死锁

t1 和 t2 线程同时执行

当t1线程对lock1加锁成功了之后，此时lock1已经被占用了，然后t2线程对lock2加锁成功了，此时lock2已经被占用了；

在这种情况下，t1线程在去尝试对lock2进行加锁则会进行锁等待，因为lock2进行被线程t2占用了，那么此时t2线程去尝试对lock1进行加锁也是同理，此时t1占用个lock1不放，t2占用着lock2不放，导致对方都拿不到锁进行等待，那么此时t1和t2线程就不能向下执行死锁了

例子2：同一个线程对同一个锁进行加锁并且该锁是不可重入锁，自己给自己进行锁等待，必然死锁

假设有一个锁lock

代码：

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Object lock = new Object();
        int a = 0;
        int b = 0;
        synchronized (lock){
            a++;
            synchronized (lock){
                b++;
            }
        }
    }
}

如果是不可重入锁的话上面代码必然死锁

原因，第一次对lock加锁，是此时lock已经被自己占用了，第二次再对lock加锁则发现lock已经被占用此时进行等待lock释放，但是线程已经锁等待了，此时肯定是等不到lock释放的，则造成死锁

注意：由于synchronized是可重入锁，所以上述代码并不会死锁，上面代码只是举个例子说明这种情况

2. 形成死锁的原因（四个必要条件）

本质原因就是，锁之间进行相互等待，等待不到也不会释放手中的资源，相互进行死等导致死锁

而造成这样的底层原因为如下几点：

1. 互斥使用：锁的特性是每次只能有一个线程对锁进行使用，当锁没解锁时，锁资源不会被其他线程正常获取到

2. 不可抢占：资源请求者不能从资源占用者那里抢占到资源，资源只能被占用者主动释放后，请求者才能去获取资源

3. 请求和保持：锁资源请求者在请求其他锁资源时，会保持手中锁资源的占用

如上面例1，t1占用了lock1，再去请求lock2时会仍然占用这lock1，导致其他请求者获取不到

4. 循环等待：线程之间循环占用着彼此的资源，导致彼此间都获取不到资源去正常运行导致死锁

如上面例1：t1占用这个lock1，且正在亲请求lock2，t2占用这lock2，且正在请求lock1；

此时t1占用着t2请求的资源，t2占用着t1请求的资源，这样形成了一个请求闭环，导致相互拿不到资源进而死锁

注意：只要形成了死锁，则必然满足上面四个条件

3. 如果有效避免死锁

既然需要避免死锁，那么就需要根据造成死锁的原因入手。根据上面四条必要条件

1，2点是锁为了保证线程安全锁持有的的特性改变不了

但是3，4则是编码者自己写出来的可以避免

只要破坏了3，4点其中一条自然也就不会死锁

死锁与前面的四个原因是必要关系

方法：破坏循环等待的环路

我们只要保证加锁的顺序一致，那么环路就会得到有效的破坏

前面的例1进行改写：

把两个线程的加锁顺序改为一致

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Object lock1 = new Object();
        Object lock2 = new Object();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while(true){
                synchronized (lock1){
                    synchronized (lock2){
                        System.out.println("hello t1");
                    }
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            while(true){
                synchronized (lock1){
                    synchronized (lock2){
                        System.out.println("hello t2");
                    }
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

此时 t1 和 t2 线程都是先对lock1进行加锁，再对lock2进行加锁，此时就不会产生资源彼此占用的环路了也就不会进行死锁等待

解析：

t1先占用了lock1锁，此时t2就获取不到lock1锁了，那么此时t2就在当前代码位置进行锁等待了，更加执行不到去尝试占用lock2锁的代码了，那么t1线程就能正常拿到lock2的锁资源了，所以此时t1和t2只会执行一个线程，不会形成请求资源的闭环。