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死锁的原因及解决方法java(死锁的简单例子java)

导语:Java面试必考问题:什么是死锁,死锁又是怎么形成的?

什么是死锁

死锁是一个非常经典的多线程问题。当一个线程(或进程)永远地持有一个锁,并且其他线程(或进程)都尝试去获得这个锁时,那么它们将永远被阻塞。

如果线程 T1 持有资源 R1 的锁并且想获得资源 R2,线程 T2 持有资源 R2 的锁并且想获得资源 R1,那么这两个线程将永远等待下去,这种情况就是最简单的死锁形式。

死锁示例图

在数据库系统的设计中考虑了死锁检测以及从死锁中恢复的机制,数据库如果监测到了一组事务发生了死锁时,将选择放弃这个事务。

Java虚拟机在解决死锁方面没有数据库这么强大,当一组Java线程发生死锁时,那么发生死锁的线程的同步代码就无法运行了,除非终止并重启应用。

死锁是设计缺陷,但不是很容易发现,一个类可能发生死锁,并不意味着每次都会发生死锁,当死锁往往是在负载较高的情况下出现,而这恰恰是最要命的。

死锁产生的条件

死锁的产生需要满足一定的条件(线程也可换为进程):

互斥条件:指线程对所分配到的资源进行排它性使用,即在一段时间内某资源只由一个线程占用。如果此时还有其它线程请求资源,则请求者只能等待,直至占有资源的线程用完后释放。占有并等待条件:指线程已经保持至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其它线程占有,此时请求线程阻塞,但又对自己已获得的其它资源保持不放。不可剥夺条件:指线程已获得的资源,在未使用完之前,不能被剥夺,只能在使用完后由自己释放。循环等待条件:指在发生死锁时,必然存在一个线程-资源的环形链,即线程集合{T0,T1,T2,···,Tn}中,T0正在等待T1占用的资源;T1正在等待T2占用的资源,……,Tn正在等待T0占用的资源。

线程集合的循环等待

Synchronized造成死锁

下面我们看一个死锁的例子。r1 和 r2 是两个对象,T1 和 T2 要执行完成需要先后获取这两个对象的锁。T1 先对 r1加锁,T2 先对 r2 加锁,最后互相都在等待对方占用的另外一个对象锁,进入了死锁的状态。

synchronized造成死锁

我们再来对照上面的四个死锁的必要条件,看是否全部满足:

(1)互斥条件:synchronized加锁都是互斥锁,满足条件;

(2)占有并等待条件:两个线程都已经分别占有了一个对象,都在申请另外一个对象,满足条件;

(3)不可剥夺条件:两个线程在执行完成前都不会释放,满足条件;

(4)循环等待条件:两个线程相互等待,形成循环,满足条件。

如何检测死锁

我们可以利用JDK自带的工具来检测Java进程中是否存在死锁。

JPS可以列出当前的Java进程,我们发现PID=4812的进程现在处于死锁状态。

JPS列出当前所有Java进程

JStack可以打印指定Java进程(PID)的堆栈状态,来帮助我们分析。

运行: jstack 4812

Jstack打印结果

从JStack的打印结果可以看到,发现有两个线程,Thread-1在等待对一个对象<...a300>加锁,并且占有对象<..a310>的锁,Thread-0在等待对象<...a310>的锁,并且已占有对象<...a300>的锁。

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