java死锁的四个必要条件

原创admin 分类：热门问答 2024-04-20 17:14:57 0

java死锁的四个必要条件
在软件开发中，死锁是一种令人头疼的现象，它指的是两个或多个进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种僵局。在这种状态下，如果没有外力干预，这些进程将无法继续向前推进。死锁的发生通常基于四个条件：互斥条件、请求并持有条件、不可剥夺条件和循环等待条件。这四个条件缺一不可，只有当它们同时满足时，死锁才会发生。

核心类与方法

在Java中，处理线程和同步的类主要是java.lang.Thread和java.util.concurrent包中的类。核心的方法包括Thread.sleep()、Thread.join()、Object.wait()、Object.notify()和Object.notifyAll()等。这些方法用于控制线程的执行流程，以及在多线程环境下管理对共享资源的访问。

使用场景

死锁通常发生在多线程环境中，尤其是在涉及多个资源或多个线程相互依赖对方持有的资源时。例如，在数据库事务处理、文件系统操作、网络编程等场景中，如果资源分配不当或线程调度不合理，就可能发生死锁。

代码案例

以下是两个简单的Java代码示例，展示了死锁的产生：

案例一：简单的死锁示例

public class DeadlockExample1 {
    public static void main(String[] args) {
        final Object lock1 = new Object();
        final Object lock2 = new Object();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            synchronized (lock1) {
                System.out.println("Thread 1: Locked lock1");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
                synchronized (lock2) {
                    System.out.println("Thread 1: Locked lock2");
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (lock2) {
                System.out.println("Thread 2: Locked lock2");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
                synchronized (lock1) {
                    System.out.println("Thread 2: Locked lock1");
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

案例二：使用ReentrantLock的死锁示例

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class DeadlockExample2 {
    public static void main(String[] args) {
        final Lock lock1 = new ReentrantLock();
        final Lock lock2 = new ReentrantLock();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            lock1.lock();
            try {
                System.out.println("Thread 1: Locked lock1");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
                lock2.lock();
                try {
                    System.out.println("Thread 1: Locked lock2");
                } finally {
                    lock2.unlock();
                }
            } finally {
                lock1.unlock();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            lock2.lock();
            try {
                System.out.println("Thread 2: Locked lock2");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
                lock1.lock();
                try {
                    System.out.println("Thread 2: Locked lock1");
                } finally {
                    lock1.unlock();
                }
            } finally {
                lock2.unlock();
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

死锁的必要条件对比表格

条件	描述
互斥条件	每个资源只有一份，一次只能由一个进程使用
请求并持有	进程至少持有一个资源，并且等待获取其他进程持有的资源
不可剥夺	已经分配给一个进程的资源，在该进程使用完之前不能被其他进程抢占
循环等待	存在一组进程 {P1, P2, ..., Pn}, 其中P1等待P2持有的资源，P2等待P3持有的资源，..., Pn等待P1持有的资源

问题	回答
如何避免死锁？	避免死锁的常见策略包括：避免循环等待、确保资源分配的顺序一致、使用定时锁以及设置超时机制。
死锁和活锁有什么不同？	活锁指的是进程在等待某个事件但事件不太可能发生，而死锁是进程完全无法进展。
如何检测死锁？	可以通过检测资源分配图是否存在循环来检测死锁。
Java中哪些操作可能会导致死锁？	在Java中，不当的使用`synchronized`关键字、`ReentrantLock`、以及不当的线程同步策略都可能导致死锁。