死锁，活锁，饥饿，阻塞，无锁

最新推荐文章于 2024-07-13 00:30:15 发布

mocas_wang

最新推荐文章于 2024-07-13 00:30:15 发布

阅读量1.8k

点赞数 4

分类专栏：操作系统并发多线程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/mocas_wang/article/details/108782424

版权

并发多线程同时被 2 个专栏收录

19 篇文章

订阅专栏

操作系统

10 篇文章

订阅专栏

1 死锁

死锁：是指两个或两个以上的进程（或线程）在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

死锁发生的条件

互斥条件：线程对资源的访问是排他性的，如果一个线程对占用了某资源，那么其他线程必须处于等待状态，直到资源被释放。
请求和保持条件：线程T1至少已经保持了一个资源R1占用，但又提出对另一个资源R2请求，而此时，资源R2被其他线程T2占用，于是该线程T1也必须等待，但又对自己保持的资源R1不释放。
不剥夺条件：线程已获得的资源，在未使用完之前，不能被其他线程剥夺，只能在使用完以后由自己释放。
环路等待条件：在死锁发生时，必然存在一个“进程-资源环形链”，即：{p0,p1,p2,…pn},进程p0（或线程）等待p1占用的资源，p1等待p2占用的资源，pn等待p0占用的资源。（最直观的理解是，p0等待p1占用的资源，而p1而在等待p0占用的资源，于是两个进程就相互等待）

解释:

线程A或者B需要过独木桥(使用该进程),而C还没有走完(进程还在占用),于是三方僵死;
也可以是没有C 的情况下,A和B互不礼让僵死.
A和B都认为自己优先级较高应该使用该进程.

2 活锁

活锁：是指线程1可以使用资源，但它很礼貌，让其他线程先使用资源，线程2也可以使用资源，但它很绅士，也让其他线程先使用资源。这样你让我，我让你，最后两个线程都无法使用资源。

活锁指的是任务或执行者没有被阻塞，由于某些条件没有满足，导致一直重复尝试，失败。活锁和死锁的区别在于，处于活锁的实体在不断的改变状态，而处于死锁的实体表现为等待，活锁有可能自行解开，死锁则不能

关于死锁与活锁的形象比喻

死锁：迎面开来的汽车A和汽车B过马路，汽车A得到了半条路的资源（满足死锁发生条件1：资源访问是排他性的，我占了路你就不能上来，除非你爬我头上去），汽车B占了汽车A的另外半条路的资源，A想过去必须请求另一半被B占用的道路（死锁发生条件2：必须整条车身的空间才能开过去，我已经占了一半，尼玛另一半的路被B占用了），B若想过去也必须等待A让路，A是辆兰博基尼，B是开奇瑞QQ的屌丝，A素质比较低开窗对B狂骂：快给老子让开，B很生气，你妈逼的，老子就不让（死锁发生条件3：在未使用完资源前，不能被其他线程剥夺），于是两者相互僵持一个都走不了（死锁发生条件4：环路等待条件），而且导致整条道上的后续车辆也走不了。
活锁：马路中间有条小桥，只能容纳一辆车经过，桥两头开来两辆车A和B，A比较礼貌，示意B先过，B也比较礼貌，示意A先过，结果两人一直谦让谁也过不去。

解释:线程A和B都需要过桥(都需要使用进程),而都礼让不走(那到的系统优先级相同,都认为不是自己优先级高),就这么僵持下去.

3 饥饿

饥饿：是指如果线程T1占用了资源R，线程T2又请求封锁R，于是T2等待。T3也请求资源R，当T1释放了R上的封锁后，系统首先批准了T3的请求，T2仍然等待。然后T4又请求封锁R，当T3释放了R上的封锁之后，系统又批准了T4的请求…，T2可能永远等待。

指一个可运行的进行尽管能继续执行，但被调度器无限期的忽视，而不能被调度执行的情况，饿死可以根据先来先服务资源分配策略来避免。

解释:这是个独木桥(单进程),桥上只能走一个人,B来到时A在桥上,B等待;

而此时比B年龄小的C来了,B让C现行(A走完后系统把进程分给了C),C上桥后,D又来了,B又让D现行(C走完后系统把进程分个了D)

以此类推B一直是等待状态.

4 阻塞

5 无锁

无锁，即没有对资源进行锁定，即所有的线程都能访问并修改同一个资源，但同时只有一个线程能修改成功。无锁典型的特点就是一个修改操作在一个循环内进行，线程会不断的尝试修改共享资源，如果没有冲突就修改成功并退出否则就会继续下一次循环尝试。所以，如果有多个线程修改同一个值必定会有一个线程能修改成功，而其他修改失败的线程会不断重试直到修改成功。之前的文章我介绍过JDK的CAS原理及应用即是无锁的实现。

可以看出，无锁是一种非常良好的设计，它不会出现线程出现的跳跃性问题，锁使用不当肯定会出现系统性能问题，虽然无锁无法全面代替有锁，但无锁在某些场合下是非常高效的。