面试题：实现一个死锁（Java版），产生死锁的四大必要条件，如何避免死锁，如何解决死锁

2021-12-31 10:20:06

实现一个最简单的死锁（Java版）

```java
/**
 * @author wall
 * @date 2019/7/29  16:42
 * @description 实现一个死锁:A线程获取B线程占有的锁，B线程获取A线程占有的锁
 */
public class DeadLock {
    //定义两把锁
    private static ReentrantLock lockA = new ReentrantLock();
    private static ReentrantLock lockB = new ReentrantLock();
    //测试
    public static void main(String[] args) {
        //启动线程A,B
        new Thread(new A()).start();
        new Thread(new B()).start();
    }
 
    static class A implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            Thread.currentThread().setName("A线程");
            //获取锁A
            lockA.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取锁A");
            //模拟业务操作
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //再获取锁B
            lockB.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取锁B");
            lockA.unlock();
            lockB.unlock();
        }
    }
 
    static class B implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            Thread.currentThread().setName("B线程");
            //获取锁B
            lockB.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取锁B");
            //模拟业务操作
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //再获取锁A
            lockA.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取锁A");
        }
    }
}

产生死锁的四大必要条件
①资源互斥/资源不共享

互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。

②占有和等待/请求并保持

(请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

③资源不可剥夺

进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

④环路等待

若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

举个例子▼

小明有键盘，小白有鼠标，小明要用电脑打游戏，小白要用电脑做PPT，小明没有鼠标没法打游戏，小白没有键盘没法做PPT，小明等小白把鼠标给自己，小白也等小明把键盘给自己，但是小明不愿意把键盘给小白，小白也不愿意把鼠标给小明，小明和小白也不能互相抢键盘和鼠标，他俩之间就形成了死锁。

避免死锁的方式

1、银行家算法
2、避免多次锁定。尽量避免同一个线程对多个 Lock 进行锁定。例如上面的死锁程序，主线程要对 A、B 两个对象的 Lock 进行锁定，副线程也要对 A、B 两个对象的 Lock 进行锁定，这就埋下了导致死锁的隐患。
具有相同的加锁顺序。（给锁添加顺序）如果多个线程需要对多个 Lock 进行锁定，则应该保证它们以相同的顺序请求加锁。比如上面的死锁程序，主线程先对 A 对象的 Lock 加锁，再对 B 对象的 Lock 加锁；而副线程则先对 B 对象的 Lock 加锁，再对 A 对象的 Lock 加锁。这种加锁顺序很容易形成嵌套锁定，进而导致死锁。如果让主线程、副线程按照相同的顺序加锁，就可以避免这个问题。
3、使用定时锁。程序在调用 acquire() 方法加锁时可指定 timeout 参数，该参数指定超过 timeout 秒后会自动释放对 Lock 的锁定，这样就可以解开死锁了。
4、死锁检测。死锁检测是一种依靠算法机制来实现的死锁预防机制，它主要是针对那些不可能实现按序加锁，也不能使用定时锁的场景的。

死锁的解除
1、资源剥夺法

挂起某些死锁进程，并抢占它的资源，将这些资源分配给其他的死锁进程。但应防止被挂起的进程长时间得不到资源，而处于资源匮乏的状态。

2、撤销进程法

强制撤销部分、甚至全部死锁进程并剥夺这些进程的资源。撤销的原则可以按进程优先级和撤销进程代价的高低进行。

3、进程回退法

让一（多）个进程回退到足以回避死锁的地步，进程回退时自愿释放资源而不是被剥夺。要求系统保持进程的历史信息，设置还原点。
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