java中的死锁

本文介绍了线程死锁的概念,即多个线程占有共享资源并互相等待对方释放资源,若无外力作用系统会产生死锁。还阐述了死锁现象,如多个同步代码块嵌套、线程互持对方锁不释放。同时说明了产生死锁的四个必要条件,包括互斥、请求与保持、不可抢占和循环等待条件。

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何谓死锁
  死锁就是多个线程各自占有一些共享资源,并且互相等待其他线程占有的资源才能运行,从而导致两个或多个线程都在等对方释放资源,此时,若无外力作用,那么系统就会产生死锁。
死锁现象
  多个同步代码块互相嵌套,多个线程互相持有对方的锁,而不释放就会发生死锁现象。
产生死锁的四个必要条件

  • 互斥条件:即在一段时间内,某资源只能被一个进程使用。如果此时还有其它进程请求该资源,则请求进程只能等待,直至占有该资源的进程用完释放。
  • 请求与保持条件:进程已经拥有一个资源,但又提出新的资源请求,而该资源已被其他进程占有,此时请求进程被阻塞,但对自己获得的资源保持不放。
  • 不可抢占条件:进程已获得的资源在未使用之前不能被抢占,只能在进程使用完毕由自己释放
  • 循环等待条件:发生死锁时,若干个进程会形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
import java.nio.charset.MalformedInputException;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0,"张三");
        Makeup g2 = new Makeup(1,"李四");
        new Thread(g1).start();
        new Thread(g2).start();

    }

}
class Makeup implements Runnable{
    //选择
    int choice;
    //那个线程进来
    String name;
    //两个对象,设为静态的
   static LispStick lispStick = new LispStick();
   static Mirror mirror = new Mirror();
   public Makeup(int choice,String name){
       this.choice = choice;
       this.name = name;
   }
    @Override
    public void run() {
       //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public void makeup()throws Exception{
       if (choice==0){//先拿口红,再拿镜子
          synchronized (lispStick){
              System.out.println("先拿口红");
              Thread.sleep(1000);
              synchronized (mirror){
                  System.out.println("拿到镜子");
              }
           }
       }else {//先拿镜子,再拿口红
           synchronized (mirror){
               System.out.println("拿到镜子");
               Thread.sleep(2000);
               synchronized (lispStick){
                   System.out.println("拿到口红");
               }
           }
       }
    }

}
class LispStick{
    //化妆
}
class Mirror{
    //镜子
}

运行结果为:

先拿口红
拿到镜子

### Java 中处理死锁的解决方案 #### 一、理解死锁产生的条件 为了有效地防止和解决死锁问题,首先要了解其形成的四个必要条件:互斥条件、请求与保持条件、不可剥夺条件以及循环等待条件。这些条件共同作用下才会引发死锁现象[^2]。 #### 二、检测死锁的存在 JVM提供了内置工具来辅助诊断死锁情况。通过`jstack`命令可以查看当前运行的应用程序中是否存在潜在的死锁定状态,并获取详细的线程堆栈信息以便进一步分析。此外,在开发阶段也可以利用可视化调试器监控线程活动状况,及时发现异常行为模式[^1]。 #### 三、预防措施 ##### 1. 避免嵌套加锁 尽可能减少在一个方法内部多次申请不同对象上的同步锁的情况;如果确实不可避免,则应确保所有地方按照相同的顺序获得相应资源访问权限。 ```java // 不推荐的做法 - 可能引起死锁 synchronized (resourceA) { synchronized (resourceB) { ... } } // 推荐做法 - 统一加锁顺序 private static final Object lockOrder = new Object(); ... synchronized(lockOrder){ // 对 resourceA 和 resourceB 的操作 } ``` ##### 2. 使用超时机制尝试获取锁 对于那些可能长时间持有而不释放的关键区域,考虑采用带有时间限制的方式去竞争进入临界区的机会。这样即使遇到对方永不退出的情形也能安全返回而不是无限期阻塞下去。 ```java try{ if (!lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) { System.out.println("未能成功取得锁"); return; } }catch(InterruptedException e){ Thread.currentThread().interrupt(); }finally{ lock.unlock(); } ``` ##### 3. 应用高级并发结构替代传统锁 诸如读写锁(`ReentrantReadWriteLock`)、信号量(Semaphore)等更灵活的数据共享控制手段往往能够更好地满足实际需求的同时降低陷入僵局的风险程度。 ```java final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); void read() throws InterruptedException { rwl.readLock().lockInterruptibly(); try { // 执行读取逻辑 } finally { rwl.readLock().unlock(); } } void write() throws InterruptedException { rwl.writeLock().lockInterruptibly(); try { // 执行写入逻辑 } finally { rwl.writeLock().unlock(); } } ``` #### 四、修复已发生的死锁 一旦确认存在死锁问题之后,最直接有效的办法就是重启受影响的服务实例让一切恢复正常运作。当然在此之前最好先备份好重要数据以防万一丢失造成更大损失。另外还可以借助于一些第三方库如DeadlockLlama来进行自动化的探测与恢复工作[^3]。
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