面试官:什么是死锁?死锁产生的原因?如何避免死锁?

🥧什么是死锁?

死锁是一种非常严重的bug,是说多个线程同时被阻塞,线程中的一个或者多个又或者全部都在等待某个资源被释放,造成线程无限期的阻塞,导致程序不能正常终止

🍽️为了进一步说明死锁,有哲学家就餐这样的一个问题:

有一个桌子,哲学家们围成一圈,每两个哲学家中间有一支筷子

哲学家只能两件事:思考或者吃饭,思考时候就不会动筷子,吃饭时会拿起左右手旁边的筷子(先拿左后拿右)

如果有一个哲学家想吃饭,但是筷子被占用,就得等别人吃完进入思考后,才能获得筷子,等待的过程称为阻塞等待

在等待的情形中,会出现下面这样一种情况:所有人都处于等待筷子中,即所有哲学家都获取到左边的筷子,一直获取不到右边的筷子,这种情况称为死锁

🍙死锁产生原因?

🔏结合上述哲学家的例子,说明死锁产生的四个必要条件:

🍂互斥使用:当资源被一个线程使用或者占用时,别的线程不能使用该资源 🍂不可抢占:获取资源的一方,不能从正在使用资源的一方抢占掠夺资源,资源只能被使用者主动释放 🍂请求和保持:资源请求者在请求别的资源时,同时保持对已有资源的占有 🍂循环等待:即p1占有p2的资源,p2占有p3的资源,p3占有p1的资源,这样形成了一个等待环路
上述这四个条件满足即造成的结果就是死锁

👁️看这样的一段可能产生死锁的代码:

public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Object lock1 = new Object();
        Object lock2 = new Object();
        Thread t1 = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    synchronized (lock1){
                        Thread.sleep(1000);
                        synchronized (lock2){
                            System.out.println("输出t1");
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        Thread t2 = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    synchronized (lock2){
                        Thread.sleep(1000);
                        synchronized (lock1){
                            System.out.println("输出t2");
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

👁🗨️说明:

t1先申请lock1,lock2,释放lock2,lock1 t2后申请lock2,lock1,释放lock1,lock2 这种情况不会产生死锁 t2先申请lock2,lock1,释放lock1,lock2 t1后申请lock1,lock2,释放lock2,lock1 这种情况也不会产生死锁 t1申请到lock1,t2申请到lock2,这样t1就申请不到lock2,t2就申请不到lock1,都等着对方释放资源,这样就产生了死锁 因为让t1,t2申请第一个锁的时候都等待了1秒,所以产生死锁的概率接近100%

运行结果:没有执行输出,产生死锁

🍚如何使用IDEA查看程序是否产生死锁?

🕐第一步:点击下方红圈内的Terminal

🕑第二步:在下方命令窗口输入jconsole,然后回车

🕒第三步:双击发生死锁对应的类

🕓第四步:切换到线程,点击下面的检查死锁

🕔第五步:即可看到发生死锁的线程

🍣如何避免死锁?

死锁的产生必须满足互斥使用,不可抢占,请求和保持,循环等待这四个条件,但是只要破坏其中任意一个条件即可破坏死锁,其中最容易破坏的就是循环等待这个条件,那么如何破坏循环等待这个条件呢? 多个线程约定好一定的顺序,按照这个顺序加锁释放锁

👁️对上述产生死锁的代码改造:将加锁顺序都改为lock1,lock2,看看打印结果

public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Object lock1 = new Object();
        Object lock2 = new Object();
        Thread t1 = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    synchronized (lock1){
                        Thread.sleep(1000);
                        synchronized (lock2){
                            System.out.println("输出t1");
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        Thread t2 = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    synchronized (lock1){
                        Thread.sleep(1000);
                        synchronized (lock2){
                            System.out.println("输出t2");
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

打印结果:可以看到结果可以正常输出而不产生死锁

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