Java基础教程（140）线程同步之死锁：致命拥抱，深度剖析Java线程死锁，让你的程序永别“尴尬卡死”-优快云博客

一、什么是死锁？

死锁（Deadlock）是指两个或两个以上的线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象。若无外力干涉，这些线程都将无法推进下去，整个程序会陷入无限期的“假死”状态。

二、死锁产生的四个必要条件

死锁的发生必须同时满足以下四个条件，缺一不可：

互斥条件：一个资源每次只能被一个线程使用。
请求与保持条件：一个线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：线程已获得的资源，在未使用完之前，不能被其他线程强行剥夺。
循环等待条件：若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

三、死锁代码示例：经典的“哲学家就餐”问题简化版

我们模拟两位哲学家（线程）和两根筷子（资源）的场景，来完美复现死锁。

public class DeadlockDemo {

    // 两根“筷子”，代表两个需要竞争的资源
    private static final Object chopstickA = new Object();
    private static final Object chopstickB = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        // 哲学家A：先拿A，再拿B
        Thread philosopherA = new Thread(() -> {
            synchronized (chopstickA) {
                System.out.println("哲学家A拿到了筷子A。");
                try {
                    Thread.sleep(100); // 模拟思考，增加死锁概率
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (chopstickB) {
                    System.out.println("哲学家A拿到了筷子B，开始吃饭。");
                }
            }
        });

        // 哲学家B：先拿B，再拿A
        Thread philosopherB = new Thread(() -> {
            synchronized (chopstickB) {
                System.out.println("哲学家B拿到了筷子B。");
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (chopstickA) {
                    System.out.println("哲学家B拿到了筷子A，开始吃饭。");
                }
            }
        });

        philosopherA.start();
        philosopherB.start();
    }
}

运行结果分析：

程序很可能输出以下内容后便永远卡住，不再有任何输出：

哲学家A拿到了筷子A。
哲学家B拿到了筷子B。

死锁过程剖析：

线程A先锁定了chopstickA。
几乎同时，线程B锁定了chopstickB。
线程A试图去锁定chopstickB，但发现它已被线程B持有，于是线程A阻塞，等待B释放。
线程B试图去锁定chopstickA，但发现它已被线程A持有，于是线程B也阻塞，等待A释放。
双方都持有对方所需要的资源且不愿释放，同时又都在请求对方已持有的资源，形成了一个循环等待，死锁就此发生。

四、如何避免和预防死锁？

破解死锁的核心思路就是打破四大必要条件中的至少一个。

打破循环等待条件（最常用且有效）

- 顺序资源申请：强制所有线程以统一的顺序申请资源。在上面的例子中，如果两位哲学家都约定先拿编号小的筷子（比如先拿A再拿B），那么死锁就不会发生。因为线程B会先尝试拿A（被A线程持有而阻塞），等A用完释放A和B后，B才能继续执行。

打破请求与保持条件

- 一次性申请所有所需资源，在申请不到所有资源时，主动释放已经占有的资源。可以通过Lock.tryLock()等方法实现。

打破不剥夺条件

- 允许更高优先级的线程“抢占”低优先级线程已持有的资源。但在Java中synchronized不支持此特性，使用Lock锁可以实现复杂的尝试或超时获取。

使用检测与恢复机制

- 这是一种事后补救措施。JDK提供的官方诊断工具，如 jstack，可以自动检测死锁。在命令行运行jstack -l <pid>（pid是Java进程号），工具会清晰地告诉你发现了死锁，并指出哪些线程在等待哪些资源。

总结

死锁是并发编程的顽疾，其根源在于对锁的竞争和管理不当。编写代码时，遵循统一的资源申请顺序是预防死锁最简单有效的黄金法则。同时，善用jstack等工具进行问题定位，并考虑使用java.util.concurrent包中更高级的并发工具（如ReentrantLock及其tryLock方法）来替代简单的synchronized，能够为我们提供更灵活、更安全的并发控制手段，从而构建出更加健壮的多线程应用。