什么是死锁？如何避免死锁？

死锁的定义？

死锁是指多个线程或者进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待现象。
如果没有外力干预，这些线程或进程将无法继续执行下去。

死锁产生的四个必要条件？

1.互斥条件：

• 资源一次只能被一个线程或进程占用。如果其他线程请求该资源，必须等到资源被释放。

即资源是独享的，一次只能给一个线程用。

2.占有并等待：

• 线程或进程已经占有了至少一个资源，但有请求新的资源，而该资源被其他线程占用，此时它会阻塞等待，同时不释放已占有的资源。

即线程占着一个资源不放手,还想要别的资源。

非抢占条件：

• 线程或进程已获得的资源不能被其他线程强行抢占，必须由线程自己释放。
  资源不能被强行抢走，只能由占有的线程自己释放。

4.循环等待条件：

• 存在一个线程或进程的循环等待链，每个线程都在等待下一个线程所占用的资源。
  大家都在等别人手里的资源，形成一个"你等我，我等你"的死循环。

死锁的示例

public class DeadlockExample {
    private static final Object resource1 = new Object();
    private static final Object resource2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println("Thread 1: Locked resource 1");
                try {
                    Thread.sleep(100); // 模拟操作
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (resource2) {
                    System.out.println("Thread 1: Locked resource 2");
                }
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource2) {
                System.out.println("Thread 2: Locked resource 2");
                try {
                    Thread.sleep(100); // 模拟操作
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (resource1) {
                    System.out.println("Thread 2: Locked resource 1");
                }
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

运行结果：
Thread 1 锁定了 resource1，然后尝试锁定 resource2。
Thread 2 锁定了 resource2，然后尝试锁定 resource1。

由于两个线程都在等待对方释放资源，导致死锁。

如何避免死锁？

1.破坏互斥条件：

• 尽量使用共享资源，而不是独占资源。例如，使用无锁数据结构(AtomicInteger)。

2.破坏占有并等待条件：

• 要求线程一次性申请所有需要的资源，如果无法获取全部资源，则释放已占有的资源。

3.破坏非抢占条件：

• 允许系统强制抢占资源。例如，设置超时机制，如果线程在一定时间内无法获取资源，则释放已占有的资源。

4.破坏循环等待条件：

• 对资源进行排序，要求线程按照固定的顺序申请资源。

检测和恢复

如果死锁已经发生，则可通过下面方式检测和恢复：

检测死锁：

• 使用工具或算法监测系统中是否存在循环等待链。
• 例如，Java中可以使用jstack工具查看线程状态。

恢复死锁：

• 终止线程： 强制终止一个或多个线程，释放资源。
• 回滚操作： 让线程回滚到之前的某个状态，释放资源并重新执行。

总结

• 死锁是多个线程或进程因争夺资源而互相等待的现象。
• 死锁的四个必要条件是互斥、占有并等待、非抢占和循环等待。
• 避免死锁的方法是破坏死锁的四个必要条件之一。
• 如果死锁发生，可以通过检测和恢复机制来解决。