什么是线程死锁?如何解决?(蚂蚁金服面试题)

发布时间:2019-05-22 14:00:10发布者:Mr.Zhang阅读(376)

 

认识线程死锁

多个线程同时被阻塞,它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期地阻塞,因此程序不可能正常终止。

如下图所示,线程 A 持有资源 2,线程 B 持有资源 1,他们同时都想申请对方的资源,所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态。

                                  死锁示意图

下面通过一个例子来说明线程死锁,代码模拟了上图的死锁的情况 (代码来源于《并发编程之美》):

 1 public class DeadLockDemo {
 2     private static Object resource1 = new Object();//资源 1
 3     private static Object resource2 = new Object();//资源 2
 4 
 5     public static void main(String[] args) {
 6         new Thread(() -> {
 7             synchronized (resource1) {
 8                 System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
 9                 try {
10                     Thread.sleep(1000);
11                 } catch (InterruptedException e) {
12                     e.printStackTrace();
13                 }
14                 System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
15                 synchronized (resource2) {
16                     System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
17                 }
18             }
19         }, "线程 1").start();
20 
21         new Thread(() -> {
22             synchronized (resource2) {
23                 System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
24                 try {
25                     Thread.sleep(1000);
26                 } catch (InterruptedException e) {
27                     e.printStackTrace();
28                 }
29                 System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource1");
30                 synchronized (resource1) {
31                     System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
32                 }
33             }
34         }, "线程 2").start();
35     }
36 }

Output

1 Thread[线程 1,5,main]get resource1
2 Thread[线程 2,5,main]get resource2
3 Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
4 Thread[线程 2,5,main]waiting get resource1

线程 A 通过 synchronized (resource1) 获得 resource1 的监视器锁,然后通过Thread.sleep(1000);让线程 A 休眠 1s 为的是让线程 B 得到执行然后获取到 resource2 的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束了都开始企图请求获取对方的资源,然后这两个线程就会陷入互相等待的状态,这也就产生了死锁。上面的例子符合产生死锁的四个必要条件。

学过操作系统的朋友都知道产生死锁必须具备以下四个条件:

  1. 互斥条件:该资源任意一个时刻只由一个线程占用。

  2. 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。

  3. 不剥夺条件:线程已获得的资源在末使用完之前不能被其他线程强行剥夺,只有自己使用完毕后才释放资源。

  4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

如何避免线程死锁?

破坏互斥条件

这个条件我们没有办法破坏,因为我们用锁本来就是想让他们互斥的(临界资源需要互斥访问)。

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

靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源,释放资源则反序释放。破坏循环等待条件。

我们对线程 2 的代码修改成下面这样就不会产生死锁了。

 1        new Thread(() -> {
 2             synchronized (resource1) {
 3                 System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
 4                 try {
 5                     Thread.sleep(1000);
 6                 } catch (InterruptedException e) {
 7                     e.printStackTrace();
 8                 }
 9                 System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
10                 synchronized (resource2) {
11                     System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
12                 }
13             }
14         }, "线程 2").start();

Output

1 Thread[线程 1,5,main]get resource1
2 Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
3 Thread[线程 1,5,main]get resource2
4 Thread[线程 2,5,main]get resource1
5 Thread[线程 2,5,main]waiting get resource2
6 Thread[线程 2,5,main]get resource2
7 
8 Process finished with exit code 0

我们分析一下上面的代码为什么避免了死锁的发生?

线程 1 首先获得到 resource1 的监视器锁,这时候线程 2 就获取不到了。然后线程 1 再去获取 resource2 的监视器锁,可以获取到。然后线程 1 释放了对 resource1、resource2 的监视器锁的占用,线程 2 获取到就可以执行了。这样就破坏了破坏循环等待条件,因此避免了死锁。

 

 

本文转载自公众号:Hollis 作者:泽林





本文转自博客园,原文地址:https://www.cnblogs.com/ysyy/p/10904081.html