【并发编程】死锁

原文:慕课网实战·高并发探索(十五):线程死锁

什么是死锁?

通俗的说,死锁就是两个或者多个线程,相互占用对方需要的资源,而都不进行释放,导致彼此之间都相互等待对方释放资源,产生了无限制等待的现象。死锁一旦发生,如果没有外力介入,这种等待将永远存在,从而对程序产生严重影响。

用来描述死锁的问题最有名的场景就是“哲学家就餐问题”。哲学家就餐问题可以这样表述:假设有五位哲学家围坐在一张圆形餐桌旁,做以下两件事之一:吃饭或者思考。吃东西的时候他们就停止思考,思考的时候也停止吃东西。餐桌中间有一大碗意大利面,每两个哲学家之间有一只餐叉。因为只用一只餐叉很难吃到意大利面,所以假设哲学家必须用两只餐叉吃东西。他们只能使用自己左右手边的那两只餐。哲学家从来不交谈,这就跟危险,可能产生死锁,每个哲学家都拿着左手的餐叉永远等右边的餐叉(或者相反)….

死锁产生的4个必要条件

互斥条件:进程对锁分配的资源进行排他性使用
请求和保持条件:线程已经保持了一个资源,但是又提出了其他请求,而该资源已被其他线程占用
不剥夺条件:在使用时不能被剥夺,只能自己用完释放
环路等待条件:资源调用是一个环形的链

死锁示例

@Slf4j
public class DeadLock implements Runnable {
    public int flag = 1;
    //静态对象是类的所有对象共享的
    private static Object o1 = new Object(), o2 = new Object();

    @Override
    public void run() {
        log.info("flag:{}", flag);
        if (flag == 1) {
            synchronized (o1) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (o2) {
                    log.info("1");
                }
            }
        }
        if (flag == 0) {
            synchronized (o2) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (o1) {
                    log.info("0");
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        DeadLock td1 = new DeadLock();
        DeadLock td2 = new DeadLock();
        td1.flag = 1;
        td2.flag = 0;
        //td1,td2都处于可执行状态,但JVM线程调度先执行哪个线程是不确定的。
        //td2的run()可能在td1的run()之前运行
        new Thread(td1).start();
        new Thread(td2).start();
    }
}

上述代码出现死锁原因:

当DeadLock类的对象flag1时(td1),先锁定o1,睡眠500毫秒
而td1在睡眠的时候另一个flag
0的对象(td2)线程启动,先锁定o2,睡眠500毫秒
td1睡眠结束后需要锁定o2才能继续执行,而此时o2已被td2锁定;
td2睡眠结束后需要锁定o1才能继续执行,而此时o1已被td1锁定;
td1、td2相互等待,都需要得到对方锁定的资源才能继续执行,从而死锁。

确认死锁

在真实的环境中,我们发现程序无法执行,并且CPU占用为0,这样就有理由怀疑产生了死锁,但是光怀疑是不行的,我们需要一个实际的验证方法。接下来我们使用jdk提供的工具来检测是否真正发生了死锁。
运行上述的代码,并在windows系统中使用cmd进入控制台,输入以下命令:

jps

可见控制台输出:我们上边运行的类的类名以及对应的进程ID

接下来使用命令获取进程对应线程的堆栈信息:

jstack 9284 

分析堆栈信息(提取有用的部分)

两个线程都进行了加锁操作(如上图)

系统发现了一个Java-level的线程死锁。确认无疑是发生了死锁现象。

避免死锁

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posted @ 2018-07-02 22:42  风动静泉  阅读(180)  评论(0编辑  收藏  举报