如何定位&预防死锁

2024-04-18 13:18:17

如何定位&预防死锁

什么是死锁？

简单来说就是并发环境下，两个或两个以上的线程互相等待资源，导致“永久阻塞”的现象

代码示例：

public class Main {
    private static Object resource1 = new Object();
    private static Object resource2 = new Object();
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取resource1成功");
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                    synchronized (resource2) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取resource2成功");
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.println("执行成功");
        }).start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (resource2) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取resource2成功");
                synchronized (resource1) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取resource1成功");
                }
            }
            System.out.println("执行成功");
        }).start();

    }
}

运行结果

代码解读：

线程1先去获取到了resource1这个资源，睡眠了3000ms，可以理解为模拟一个重操作
线程2在线程1睡眠的期间获取到了resource2这个资源，接着去尝试获取resource1资源，但是resource1被线程1所占有，导致了线程2的阻塞等待
线程1在睡眠3000ms后，去尝试获取resource2资源，发现resource2已经被抢占了，于是也阻塞等待资源的释放
最后，线程1和线程2都阻塞住了，也就是发生了“死锁”

怎么去定位死锁？

通过jps命令查看pid

不关闭死锁进程，打开终端输入jstack 死锁进程对应的pid

一旦线程发生了死锁，我们在线上一般没有办法进行有效解决，只能去进行程序的重启，不然会导致越来越多的线程堆积，从而出现OOM

所以应对死锁最好的方法就是尽量避免让程序出现死锁????

产生死锁的四大因素：

互斥，共享资源同一时刻只能被一个线程占用
占有并等待：线程在占有资源后，继续尝试占有其他线程正在占有的资源，造成当前线程等待
不可抢占：线程占有的资源只能线程本身释放
循环等待：两个线程互相等待资源的释放

如何避免死锁？

其实破坏死锁就是破坏构造死锁的四大因素之一就可以了

破坏互斥？

互斥性一般是比较难以破坏的，很多资源确实在同一时刻只用一个线程才能使用

破坏占有并等待？

诶，这个还真可以，既然线程存在因为资源获取不到而发生的阻塞等待行为，那么在线程首次执行前就把所有的资源都申请了不就行了，就能保证肯定有一个线程能够正常执行，前提是本身系统资源足以让一个线程执行完成

破坏不可抢占？

这个也可以，如果当前线程申请不到所要的资源，可以手动释放手里的资源，可以使用实现Lock接口的类，例如ReentrantLock的tryLock方法，可以传入锁的超时释放时间，一旦超过传入的超时时间当前线程就会自动释放手中的资源

破坏循环等待条件？

将资源从小到大编号，线程请求资源只能先请求编号较小的资源，线程2不再先去请求resource2，而是先去请求resource1，再去请求resource2；这样就不会导致死锁

总结

通过以上三种方式确实可以破坏死锁，但是会极大的抑制系统的性能

避免死锁算法

银行家算法

银行家算法的实质就是**要设法保证系统动态分配资源后不进入不安全状态，以避免可能产生的死锁。**即没当进程提出资源请求且系统的资源能够满足该请求时，系统将判断满足此次资源请求后系统状态是否安全，如果判断结果为安全，则给该进程分配资源，否则不分配资源，申请资源的进程将阻塞。

这里就不介绍了，可以看银行家算法

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