【多线程】死锁的发生与解决

死锁是在多线程处理任务中，比较有挑战性的问题。通常死锁的发生会随在服务不响应请求等其他情况。

在以下情况中可能会存在死锁：

• 交叉锁导致死锁： 线程A持有X1锁等待X2锁、线程B持有X2等待X1锁。
• 内存不足：当有两个线程，每一个线程都要获取30M内存来执行任务。线程A获取10M内存等待20M，线程B获取20M内存等待10M。
• 一问一答式的数据交互：当客户端与服务端需要基于双方的回复时，如果客户端将请求发送后等待服务端响应，当因为网络原因无法给到服务端，服务端进行等待客户端发生。
• 数据库锁：无论是数据库表级别的锁，还是行级别的锁，比如某一个线程执行for update语句退出了事务，其他线程访问该数据库是都将陷入死锁。
• 文件锁：某一个线程获得到文件锁意外提出，其他读取该文件的线程也将会进入死锁知道系统释放文件句柄资源。
• 死循环导致死锁：程序由于代码原因或者对某些一次处理不得当，进入了死循环。收入查询线程堆栈不会发现如何死锁现象，这个这种死锁一般称为系统假死，是一种最为致命的也是最难排查的死锁现象，进程对系统资源的使用量又达到了极限，想要做出dump也是比较困难。

死锁示例

/**
 * 测试死锁线程
 * 写一个基于交叉锁导致的死锁
 */
public class DeadLock {

    private  final  static  Object MUTEX_1 =new Object();
    private  final  static  Object MUTEX_2 =new Object();


    public  void  method1(){
        synchronized (MUTEX_1){
            System.out.println("已经获取MUTEX_1的monitor，尝试获取MUTEX_2");
            synchronized (MUTEX_2){
                System.out.println("获取MUTEX_2的monitor成功，开始执行任务");
            }
        }
    }
    public  void  method2(){
        synchronized (MUTEX_2){
            System.out.println("已经获取MUTEX_2的monitor，尝试获取MUTEX_1");
            synchronized (MUTEX_1){
                System.out.println("获取MUTEX_1的monitor成功，开始执行任务");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        DeadLock deadLock = new DeadLock();
        new Thread(()->{
            while (true){
                //循环等待
                deadLock.method1();
            }
        }).start();
        new Thread(()->{
            while (true){
                //循环等待
                deadLock.method2();
            }
        }).start();    
    }
}

死锁的诊断

我们大致知道死锁会在什么情况下发生后，我们可以借助一些工具来判断不同的情况下的死锁。

• jstack 检查线程运行状态
• jconsole 可视化线程状态
• jvisualvm
• jProfile

死锁的避免方案

• 支持定时的锁：打破构成死锁条件的循环等待、不可剥夺原因。
• 支持设置一个公平竞争对象，拿到该对象锁后就可以访问资源：打破构成死锁条件的资源互斥原因。