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1. 什么是死锁
在多线程环境中，多个过程能够竞争无限数量的资源。当一个过程申请资源时，如果这时没有可用资源，那么这个过程进入期待状态。有时，如果所申请的资源被其余期待过程占有，那么该期待过程有可能再也无奈扭转状态。这种状况称为 死锁
在 Java 中应用多线程，就会 有可能导致死锁 问题。死锁会让程序始终 卡住，不再往下执行。咱们只能通过 停止并重启 的形式来让程序从新执行。
2. 造成死锁的起因
- 以后线程 领有其余线程须要的 资源
- 以后线程 期待其余线程已领有 的资源
- 都不放弃 本人领有的资源
3. 死锁的必要条件
3.1 互斥
过程要求对所调配的资源（如打印机）进行排他性管制，即在一段时间内某资源仅为一个过程所占有。此时若有其余过程申请该资源，则申请过程只能期待。
3.2 不可剥夺
过程所取得的资源在未应用结束之前，不能被其余过程强行夺走，即只能由取得该资源的过程本人来开释（只能是被动开释)。
3.3 申请与放弃
过程曾经放弃了至多一个资源，但又提出了新的资源申请，而该资源已被其余过程占有，此时申请过程被阻塞，但对本人已取得的资源放弃不放。
3.4 循环期待
是指过程产生死锁后，必然存在一个过程–资源之间的环形链，艰深讲就是你等我的资源，我等你的资源，大家始终等。
4. 死锁的分类
4.1 动态程序型死锁
线程之间造成互相期待资源的环时，就会造成程序死锁 lock-ordering deadlock，多个线程试图以不同的程序来获取雷同的锁时，容易造成程序死锁，如果所有线程以固定的程序来获取锁，就不会呈现程序死锁问题
经典案例是 LeftRightDeadlock，两个办法，别离是 leftRigth、rightLeft。如果一个线程调用 leftRight，另一个线程调用 rightLeft，且两个线程是交替执行的，就会产生死锁。
public class LeftRightDeadLock {
// 右边锁
private static Object left = new Object();
// 左边锁
private static Object right = new Object();
/**
* 现持有右边的锁，而后获取左边的锁
*/
public static void leftRigth() {synchronized (left) {System.out.println("leftRigth: left lock，threadId:" + Thread.currentThread().getId());
// 休眠减少死锁产生的概率
sleep(100);
synchronized (right) {System.out.println("leftRigth: right lock，threadId:" + Thread.currentThread().getId());
}
}
}
/**
* 现持有左边的锁，而后获取右边的锁
*/
public static void rightLeft() {synchronized (right) {System.out.println("rightLeft: right lock，threadId:" + Thread.currentThread().getId());
// 休眠减少死锁产生的概率
sleep(100);
synchronized (left) {System.out.println("rightLeft: left lock，threadId:" + Thread.currentThread().getId());
}
}
}
/**
* 休眠
*
* @param time
*/
private static void sleep(long time) {
try {Thread.sleep(time);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
// 创立一个线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
executorService.execute(() -> leftRigth());
executorService.execute(() -> rightLeft());
executorService.shutdown();}
}输入：
leftRigth: left lock，threadId:12
rightLeft: right lock，threadId:13咱们发现，12 号线程锁住了右边要向左边获取锁，13 号锁住了左边，要向右边获取锁，因为两边都不开释本人的锁，互不相让，就产生了死锁。
4.1.1 解决方案
固定加锁的程序(针对锁程序死锁)
只有替换下锁的程序，让线程来了之后先获取同一把锁，获取不到就期待，期待上一个线程开释锁再获取锁。
public static void leftRigth() {synchronized (left) {
...
synchronized (right) {...}
}
}
public static void rightLeft() {synchronized (left) {
...
synchronized (right) {...}
}
}4.2 动静锁程序型死锁
因为办法入参由内部传递而来，办法外部尽管对两个参数依照固定程序进行加锁，然而因为内部传递时程序的不可控，而产生锁程序造成的死锁，即动静锁程序死锁。
上例通知咱们，交替的获取锁会导致死锁，且锁是固定的。有时候锁的执行程序并不那么清晰，参数导致不同的执行程序。经典案例是银行账户转账，from 账户向 to 账户转账，在转账之前先获取两个账户的锁，而后开始转账，如果这是 to 账户向 from 账户转账，角色调换，也会导致锁程序死锁。
/**
* 动静程序型死锁
* 转账业务
*/
public class TransferMoneyDeadlock {public static void transfer(Account from, Account to, int amount) {
// 先锁住转账的账户
synchronized (from) {System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】获取【" + from.name + "】账户锁胜利");
// 休眠减少死锁产生的概率
sleep(100);
// 在锁住指标账户
synchronized (to) {System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】获取【" + to.name + "】账户锁胜利");
if (from.balance < amount) {System.out.println("余额有余");
return;
} else {from.debit(amount);
to.credit(amount);
System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】从【" + from.name + "】账户转账到【" + to.name + "】账户【" + amount + "】元钱胜利");
}
}
}
}
private static class Account {
String name;
int balance;
public Account(String name, int balance) {
this.name = name;
this.balance = balance;
}
void debit(int amount) {this.balance = balance - amount;}
void credit(int amount) {this.balance = balance + amount;}
}
/**
* 休眠
*
* @param time
*/
private static void sleep(long time) {
try {Thread.sleep(time);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
// 创立线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
// 创立账户 A
Account A = new Account("A", 100);
// 创立账户 B
Account B = new Account("B", 200);
//A -> B 的转账
executorService.execute(() -> transfer(A, B, 5));
//B -> A 的转账
executorService.execute(() -> transfer(B, A, 10));
executorService.shutdown();}
}输入：
线程【12】获取【A】账户锁胜利
线程【13】获取【B】账户锁胜利而后就没有而后了，产生了死锁，咱们发现 因为对象的调用关系，产生了相互锁住资源的问题。
4.2.1 解决方案
依据传入对象的 hashCode 硬性确定加锁程序，打消可变性，防止死锁。
package com.test.thread.deadlock;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* 动静程序型死锁解决方案
*/
public class TransferMoneyDeadlock {
/**
* 监视器，第三把锁，为了形式 HASH 抵触
*/
private static Object lock = new Object();
/**
* 咱们通过上一次得失败，明确了不能依赖参数名称简略的确定锁的程序，因为参数是
* 具备动态性的，所以，咱们扭转一下思路，间接依据传入对象的 hashCode()大小来
* 对锁定程序进行排序(这里要明确的是如何排序不是要害，有序才是要害)。*
* @param from
* @param to
* @param amount
*/
public static void transfer(Account from, Account to, int amount) {
/**
* 这里须要阐明一下为什么不应用 HashCode()因为 HashCode 办法能够被重写，* 所以，咱们无奈简略的应用父类或者以后类提供的简略的 hashCode()办法，* 所以，咱们就应用零碎提供的 identityHashCode()办法，该办法保障无论
* 你是否重写了 hashCode 办法，都会在虚拟机层面上调用一个名为 JVM_IHashCode
* 的办法来依据对象的存储地址来获取该对象的 hashCode(),HashCode 如果不重写
* 的话，其实也是通过这个虚拟机层面上的办法，JVM_IHashCode()办法实现的
* 这个办法是用 C ++ 实现的。*/
int fromHash = System.identityHashCode(from);
int toHash = System.identityHashCode(to);
if (fromHash > toHash) {
// 先锁住转账的账户
synchronized (from) {System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】获取【" + from.name + "】账户锁胜利");
// 休眠减少死锁产生的概率
sleep(100);
// 在锁住指标账户
synchronized (to) {System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】获取【" + to.name + "】账户锁胜利");
if (from.balance < amount) {System.out.println("余额有余");
return;
} else {from.debit(amount);
to.credit(amount);
System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】从【" + from.name + "】账户转账到【" + to.name + "】账户【" + amount + "】元钱胜利");
}
}
}
} else if (fromHash < toHash) {
// 先锁住转账的账户
synchronized (to) {System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】获取【" + from.name + "】账户锁胜利");
// 休眠减少死锁产生的概率
sleep(100);
// 在锁住指标账户
synchronized (from) {System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】获取【" + to.name + "】账户锁胜利");
if (from.balance < amount) {System.out.println("余额有余");
return;
} else {from.debit(amount);
to.credit(amount);
System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】从【" + from.name + "】账户转账到【" + to.name + "】账户【" + amount + "】元钱胜利");
}
}
}
} else {
// 如果传入对象的 Hash 值雷同，那就加让加第三层锁
synchronized (lock) {
// 先锁住转账的账户
synchronized (from) {System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】获取【" + from.name + "】账户锁胜利");
// 休眠减少死锁产生的概率
sleep(100);
// 在锁住指标账户
synchronized (to) {System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】获取【" + to.name + "】账户锁胜利");
if (from.balance < amount) {System.out.println("余额有余");
return;
} else {from.debit(amount);
to.credit(amount);
System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getId() + "】从【" + from.name + "】账户转账到【" + to.name + "】账户【" + amount + "】元钱胜利");
}
}
}
}
}
}
private static class Account {
String name;
int balance;
public Account(String name, int balance) {
this.name = name;
this.balance = balance;
}
void debit(int amount) {this.balance = balance - amount;}
void credit(int amount) {this.balance = balance + amount;}
}
/**
* 休眠
*
* @param time
*/
private static void sleep(long time) {
try {Thread.sleep(time);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
// 创立线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
// 创立账户 A
Account A = new Account("A", 100);
// 创立账户 B
Account B = new Account("B", 200);
//A -> B 的转账
executorService.execute(() -> transfer(A, B, 5));
//B -> A 的转账
executorService.execute(() -> transfer(B, A, 10));
executorService.shutdown();}
}输入
线程【12】获取【A】账户锁胜利
线程【12】获取【B】账户锁胜利
线程【12】从【A】账户转账到【B】账户【5】元钱胜利
线程【13】获取【B】账户锁胜利
线程【13】获取【A】账户锁胜利
线程【13】从【B】账户转账到【A】账户【10】元钱胜利4.3 合作对象间的死锁
在合作对象之间可能存在多个锁获取的状况，然而这些获取多个锁的操作并不像在 LeftRightDeadLock 或 transferMoney 中那么显著，这两个锁并不一定必须在同一个办法中被获取。如果在持有锁时调用某个内部办法，那么这就须要警觉死锁问题，因为在这个内部办法中可能会获取其余锁，或者阻塞工夫过长，导致其余线程无奈及时获取以后被持有的锁。
上述两例中，在同一个办法中获取两个锁。实际上，锁并不一定在同一办法中被获取。经典案例，如出租车调度零碎。
/**
* 合作对象间的死锁
*/
public class CoordinateDeadlock {
/**
* Taxi 类
*/
static class Taxi {
private String location;
private String destination;
private Dispatcher dispatcher;
public Taxi(Dispatcher dispatcher, String destination) {
this.dispatcher = dispatcher;
this.destination = destination;
}
public synchronized String getLocation() {return this.location;}
/**
* 该办法先获取 Taxi 的 this 对象锁后，而后调用 Dispatcher 类的办法时，又须要获取
* Dispatcher 类的 this 办法。*
* @param location
*/
public synchronized void setLocation(String location) {
this.location = location;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "taxi set location:" + location);
if (this.location.equals(destination)) {dispatcher.notifyAvailable(this);
}
}
}
/**
* 调度类
*/
static class Dispatcher {
private Set<Taxi> taxis;
private Set<Taxi> availableTaxis;
public Dispatcher() {taxis = new HashSet<Taxi>();
availableTaxis = new HashSet<Taxi>();}
public synchronized void notifyAvailable(Taxi taxi) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "notifyAvailable.");
availableTaxis.add(taxi);
}
/**
* 打印以后地位：有死锁危险
* 持有以后锁的时候，同时调用 Taxi 的 getLocation 这个内部办法；而这个内部办法也是须要加锁的
* reportLocation 的锁的程序与 Taxi 的 setLocation 锁的程序齐全相同
*/
public synchronized void reportLocation() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "report location.");
for (Taxi t : taxis) {t.getLocation();
}
}
public void addTaxi(Taxi taxi) {taxis.add(taxi);
}
}
public static void main(String[] args) {ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
final Dispatcher dispatcher = new Dispatcher();
final Taxi taxi = new Taxi(dispatcher, "软件园");
dispatcher.addTaxi(taxi);
// 先获取 dispatcher 锁，而后是 taxi 的锁
executorService.execute(() -> dispatcher.reportLocation());
// 先获取 taxi 锁，而后是 dispatcher 的锁
executorService.execute(() -> taxi.setLocation("软件园"));
executorService.shutdown();}
}4.3.1 解决方案
应用凋谢调用，凋谢调用指调用该办法不须要持有锁。
凋谢调用，是指在调用某个办法时不须要持有锁。凋谢调用能够防止死锁，这种代码更容易编写。上述调度算法齐全能够批改为开发调用，批改同步代码块的范畴，使其仅用于爱护那些波及共享状态的操作，防止在同步代码块中执行办法调用。批改 Dispatcher 的 reportLocation 办法：
4.3.1.1 setLocation 办法
/**
* 凋谢调用，不持有锁期间进行内部办法调用
*
* @param location
*/
public void setLocation(String location) {synchronized (this) {this.location = location;}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "taxi set location:" + location);
if (this.location.equals(destination)) {dispatcher.notifyAvailable(this);
}
}4.3.1.2 reportLocation 办法
/**
* 同步块只蕴含对共享状态的操作代码
*/
public synchronized void reportLocation() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "report location.");
Set<Taxi> taxisCopy;
synchronized (this) {taxisCopy = new HashSet<Taxi>(taxis);
}
for (Taxi t : taxisCopy) {t.getLocation();
}
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正文完