死锁的概念和例子

前言:来个例子形容死锁 。 面试官:给我介绍下死锁。应试者:请你先给我offer。

死锁:多个线程相互抱着对方需要的资源,然后形成僵持,都停止执行的情形。

产生死锁的四个必要条件:

  • 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
  • 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
  • 不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。
  • 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

死锁实例:

package thread;
//死锁实例
public class Demo20 {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup girl1 =new Makeup(0,"灰姑娘");
        Makeup girl2 =new Makeup(1,"白雪公主");
        girl1.start();
        girl2.start();
    }
}
class Lipstick{
}
class Mirror{
}
class  Makeup extends Thread{
    //需要的资源只有一份,用static来保证只有一份
    static Lipstick lipstick =new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();
    int choice;//选择
    String girlName;//使用化妆品的女人
    Makeup(int choice,String girlName){
        this.choice=choice;
        this.girlName=girlName;
    }
    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    private void makeup() throws InterruptedException {//有死锁的makeup方法
        if (choice==0){
            synchronized (lipstick){
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (mirror){
                    System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                }
            }
        }else {
            synchronized (mirror){
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
                synchronized (lipstick){
                    System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                }
            }
        }
    }
    /*private void makeup() throws InterruptedException {//无死锁的makeup方法
        if (choice == 0) {
            synchronized (lipstick) {
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
            }
            synchronized (mirror) {
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
            }
        } else {
            synchronized (mirror) {
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
            }
            synchronized (lipstick) {
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
            }
        }
    }*/
}

另外注意一个java基础static:

  1. 静态字段(静态变量): 使用 static 关键字声明的字段属于类本身,而不是类的实例。这意味着无论创建了多少个类的实例,静态字段只有一份,被所有实例共享。

  2. 静态方法: 使用 static 关键字声明的方法也属于类本身,而不是类的实例。因此,可以通过类名直接调用静态方法,而无需创建类的实例。

在我的代码中,static Lipstick lipstick = new Lipstick();static Mirror mirror = new Mirror(); 声明了两个静态字段,分别表示口红和镜子。由于这两个字段是静态的,它们属于 Makeup 类本身,而不是 Makeup 类的实例。因此,无论创建多少个 Makeup 类的实例,lipstickmirror 字段都只有一份,被所有实例共享。这确保了在多个线程之间也只有一份资源,因为所有线程都可以访问相同的静态字段,从而达到资源共享的目的。

在我的代码中,可能发生死锁的情况如下:

  1. 线程 girl1 获取了口红的锁,然后尝试获取镜子的锁。
  2. 同时,线程 girl2 获取了镜子的锁,然后尝试获取口红的锁。

由于线程 girl1 持有口红的锁并等待获取镜子的锁,而线程 girl2 持有镜子的锁并等待获取口红的锁,它们互相等待对方释放资源,形成了死锁。

<think>首先,用户的问题是:“我想获取一个死锁例子的编写方法 问如何编写一个死锁例子”。所以,我需要提供一个编写死锁例子的方法。 从系统级指令中,我知道: - 所有行内数学表达式必须使用 $...$ 格式。 - 独立公式必须使用 $$...$$ 格式单独成段。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 在回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如 [^1]。 用户提供了引用: - 引用[1] 是一个Java死锁例子,涉及两个线程两个锁。 - 引用[2] 是另一个Java死锁例子,模拟穿衣场景。 - 引用[3] 是关于死锁条件处理的简要描述。 用户说:“上述引用仅供参考,不是用户真正的需求”,所以我应该基于用户的问题来回答,但可以参考这些引用来确保准确性可靠性。 我的回答结构应该清晰,逐步帮助用户解决问题。内容要真实可靠。 关键点:编写一个死锁例子的方法。死锁通常发生在多个线程或进程互相等待对方释放资源时,导致所有线程阻塞。 死锁发生的四个必要条件: 1. 互斥:资源不能被共享。 2. 持有与等待:线程持有资源等待其他资源。 3. 非抢占:资源不能被强制释放。 4. 循环等待:存在一个循环等待链。 在例子中,我需要演示这些条件。 基于引用,我可以创建一个简单的Java死锁例子,因为引用都是Java相关的。用户提到“站内引用”,所以我应该参考它们。 步骤来编写一个死锁例子: 1. 定义共享资源(如锁对象)。 2. 创建多个线程,每个线程以不同顺序获取锁。 3. 确保线程在获取一个锁后尝试获取另一个锁而不释放第一个。 4. 添加延时以确保线程同时运行陷入死锁。 从引用[1][2],我可以提取一个简单的例子。 回答结构: 1. 解释什么是死锁。 2. 描述死锁的必要条件。 3. 提供编写死锁例子的步骤。 4. 给出一个具体的代码示例。 5. 解释代码如何导致死锁。 6. 生成相关问题。 使用中文回答。 最后,生成相关问题,放在回答末尾。 引用标识:在回答中引用的部分末尾添加引用标识。例如,如果我引用引用[1],就在末尾加 [^1]。 用户提供的引用是参考,所以我可以在解释时提到它们。 现在,构建回答: - 开头:介绍死锁编写例子的方法。 - 主体:逐步讲解如何编写,提供代码示例。 - 结尾:总结生成相关问题。 代码示例:使用Java,因为引用是Java的。 一个简单的死锁例子: - 两个线程:Thread1 Thread2。 - 两个锁:lock1 lock2。 - Thread1 先获取 lock1,然后尝试获取 lock2。 - Thread2 先获取 lock2,然后尝试获取 lock1。 - 添加延时以确保死锁发生。 类似引用[1]。 代码格式:使用代码块,像示例中那样。 在回答中,自然地添加引用标识。例如,如果在解释中引用引用[1],就在相关句子后加 [^1]。 生成相关问题:例如: 1. 如何避免死锁? 2. 死锁检测恢复方法有哪些? 3. Java中处理死锁的工具是什么? 确保回答真实可靠:基于计算机科学原理提供的引用。 </think>### 编写一个死锁例子的方法 死锁发编程中的常见问题,发生在多个线程或进程互相等待对方释放资源,导致所有参与者永久阻塞。要编写一个死锁例子,需要满足死锁的四个必要条件:互斥(资源只能被一个线程独占)、持有与等待(线程持有资源等待其他资源)、非抢占(资源不能被强制释放)循环等待(线程间形成环形等待链)[^3]。下面我将一步步解释如何编写一个简单的死锁例子Java 语言为例提供代码实现。示例基于线程锁对象(如 `synchronized` 块),确保代码结构清晰且可靠。 #### 编写死锁例子的步骤 1. **定义共享资源**:创建两个或多个锁对象(例如 `Object` 类型),作为线程竞争的资源。这些资源代表互斥访问点。 2. **设计线程逻辑**: - 创建至少两个线程。 - 每个线程以不同顺序获取锁:例如,线程1先获取锁A再尝试获取锁B,线程2先获取锁B再尝试获取锁A。 - 在获取锁后引入短暂延时(如 `Thread.sleep()`),以确保线程同时运行陷入等待状态。 3. **确保循环等待**:线程的锁求顺序必须形成环形依赖(如线程1等待线程2持有的资源,线程2等待线程1持有的资源)。 4. **启动线程**:在主方法中启动所有线程,观察死锁行为(如程序输出卡住)。 #### 示例代码 以下是一个简洁的 Java 死锁例子,模拟两个线程竞争两个锁的场景。代码中,线程1先获取 `lock1` 再尝试获取 `lock2`,线程2先获取 `lock2` 再尝试获取 `lock1`。延时确保它们同时运行陷入循环等待。 ```java public class DeadlockExample { static final Object lock1 = new Object(); // 共享锁1 static final Object lock2 = new Object(); // 共享锁2 public static void main(String[] args) { Thread thread1 = new Thread(() -> { synchronized (lock1) { System.out.println("线程1获取了lock1"); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (lock2) { System.out.println("线程1获取了lock2"); // 此行在死锁时永不执行 } } }); Thread thread2 = new Thread(() -> { synchronized (lock2) { System.out.println("线程2获取了lock2"); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (lock1) { System.out.println("线程2获取了lock1"); // 此行在死锁时永不执行 } } }); thread1.start(); thread2.start(); } } ``` #### 代码解释 - **死锁发生原因**:线程1持有 `lock1` 等待 `lock2`,线程2持有 `lock2` 等待 `lock1`,形成循环等待链。添加 `Thread.sleep(100)` 增加死锁概率。 - **运行结果**:程序输出可能显示 "线程1获取了lock1" "线程2获取了lock2",但随后卡住(永远不会输出获取第二个锁的语句)。这表明死锁已发生。 - **验证死锁**:运行 Java 程序后,使用工具如 `jstack` 或 IDE 的线程分析功能查看死锁报告。 - **参考依据**:此例子基于引用[1]简化而来,但扩展了延时机制以提高可靠性[^1]。类似穿衣场景的例子在引用[2]中也有体现,但本示例更通用[^2]。 #### 如何测试调试 - 编译运行代码:在 IDE 或命令行中执行,观察输出卡住。 - 死锁检测:在 Java 中,可使用 `jcmd <pid> Thread.print` 命令打印线程堆栈,确认死锁。 - 避免死锁:在实际开发中,可以通过强制锁顺序(所有线程以相同顺序获取锁)或设置超时机制来预防死锁[^3]。 通过这个例子,您可以理解死锁的基本原理应用到其他语言(如 C++ 或 Python)。务必在安全环境中测试,避免在生产代码中出现类似问题。
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