产生死锁的必要条件?如何避免线程死锁?

本文详细阐述了产生死锁的四个必要条件:互斥、请求保持、不剥夺和循环等待。并探讨了如何通过破坏这些条件来防止线程死锁,如一次性申请所有资源、主动释放已占有的资源以及按顺序申请资源。
  • 产生死锁的必要条件

    • 互斥条件

      • 一段时间内某资源只由一个进程占用,如果此时还有其他进程请求该资源,则请求者只能等待,直至占有该资源的进程用完释放

    • 请求和保持条件

      • 一进程在请求新的资源的同时,保持对已分配资源的占有

    • 不剥夺条件

      • 指进程已获得的资源,在未使用完之前,不能被剥夺,只能在使用完时由自己释放

    • 环路等待条件

      • 指在发生死锁时,必然存在一个资源等待的环形链

  • 如何避免线程死锁

    • 破坏请求与保持条件:一次性申请所有的资源

    • 破坏不剥夺条件:占用部分资源的线程进一步申请其他资源时,如果申请不到,可以主动释放它占有的资源。

    • 破坏循环等待条件:按序申请资源来预防

死锁是指两个或多个线程在执行过程中,因争夺资源而互相等待对方释放资源,导致所有涉及的线程都无法继续执行的现象。死锁通常发生在多线程程序中,当多个线程需要以特定顺序访问多个共享资源时。 ### 死锁必要条件 死锁的发生通常与以下四个必要条件有关: 1. **互斥条件**:资源不能被共享,只能由一个线程使用。 2. **占有并等待**:一个线程已经持有了某个资源,并且正在等待获取其他资源。 3. **不可剥夺**:已分配的资源不能被强制剥夺,只能由持有资源的线程主动释放。 4. **循环等待**:存在一组线程{T0, T1, ..., Tn},其中T0等待T1持有的资源,T1等待T2持有的资源,..., Tn等待T0持有的资源。 ### 死锁示例 下面是一个简单的死锁示例,展示了两个线程如何因为争夺资源而导致死锁: ```java public class DeadlockExample { private final Object lock1 = new Object(); private final Object lock2 = new Object(); public void threadTask1() { synchronized (lock1) { System.out.println("Thread 1: Holding lock 1..."); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("Thread 1: Waiting for lock 2..."); synchronized (lock2) { System.out.println("Thread 1: Holding lock 1 & 2..."); } } } public void threadTask2() { synchronized (lock2) { System.out.println("Thread 2: Holding lock 2..."); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("Thread 2: Waiting for lock 1..."); synchronized (lock1) { System.out.println("Thread 2: Holding lock 2 & 1..."); } } } public static void main(String[] args) { DeadlockExample example = new DeadlockExample(); Thread t1 = new Thread(() -> example.threadTask1()); Thread t2 = new Thread(() -> example.threadTask2()); t1.start(); t2.start(); } } ``` **解释**:在这个例子中,`threadTask1`和`threadTask2`分别尝试按照不同的顺序获取`lock1`和`lock2`。由于两个线程都持有了一个锁并等待另一个锁,最终会导致死锁。 ### 如何避免死锁? 为了避免死锁,可以采取以下措施: 1. **确保资源获取顺序一致**:所有线程按照相同的顺序获取资源。 2. **减少锁的持有时间**:尽量缩短锁的持有时间,减少发生死锁的可能性。 3. **使用超时机制**:通过设置超时来避免无限期等待。 4. **使用高级锁机制**:如`ReentrantLock`,它提供了更多的控制选项,例如可中断锁和超时锁。 ### 相关问题
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