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死锁（Dead Lock）指的是两个或两个以上的运算单元（过程、线程或协程），都在期待对方进行执行，以获得系统资源，然而没有一方提前退出，就称为死锁。
死锁示例代码如下：
public class DeadLockExample {public static void main(String[] args) {Object lockA = new Object(); // 创立锁 A
Object lockB = new Object(); // 创立锁 B
// 创立线程 1
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {synchronized (lockA) {System.out.println("线程 1: 获取到锁 A!");
try {Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程 1: 期待获取 B...");
synchronized (lockB) {System.out.println("线程 1: 获取到锁 B!");
}
}
}
});
t1.start(); // 运行线程
// 创立线程 2
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {synchronized (lockB) {System.out.println("线程 2: 获取到锁 B!");
try {Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程 2: 期待获取 A...");
synchronized (lockA) {System.out.println("线程 2: 获取到锁 A!");
}
}
}
});
t2.start(); // 运行线程}
} 以上程序的执行后果如下：
从上述后果能够看出，线程 1 和线程 2 都进入了死锁状态，互相都在期待对方开释锁。
从上述示例剖析能够得出，产生死锁须要满足以下 4 个条件：
- 互斥条件 ：指运算单元（过程、线程或协程）对所调配到的资源具备排它性，也就是说在一段时间内某个锁资源只能被一个运算单元所占用。
- 申请和放弃条件 ：指运算单元曾经放弃至多一个资源，但又提出了新的资源申请，而该资源已被其它运算单元占有，此时申请运算单元阻塞，但又对本人已取得的其它资源放弃不放。
- 不可剥夺条件 ：指运算单元已取得的资源，在未应用完之前，不能被剥夺。
- 环路期待条件 ：指在产生死锁时，必然存在运算单元和资源的环形链，即运算单元正在期待另一个运算单元占用的资源，而对方又在期待本人占用的资源，从而造成环路期待的状况。
只有这 4 个条件同时满足，才会造成死锁的问题。
那么也就是说，要产生死锁必须要同时满足以上 4 个条件才行，那咱们就能够通过毁坏任意一个条件来解决死锁问题了。
死锁解决方案剖析
接下来咱们来剖析一下，产生死锁的 4 个条件，哪些是能够毁坏的？哪些是不能被毁坏的？
- 互斥条件：零碎个性，不能被毁坏。
- 申请和放弃条件：能够被毁坏。
- 不可剥夺条件：零碎个性，不能被毁坏。
- 环路期待条件：能够被毁坏。
通过上述剖析，咱们能够得出结论，咱们只能通过毁坏申请和放弃条件或者是环路期待条件，从而来解决死锁的问题，那上线，咱们就先从毁坏“环路期待条件”开始来解决死锁问题。
解决方案 1：程序锁
所谓的程序锁指的是通过有程序的获取锁，从而防止产生环路期待条件，从而解决死锁问题的。
当咱们没有应用程序锁时，程序的执行可能是这样的：
线程 1 先获取了锁 A，再获取锁 B，线程 2 与 线程 1 同时执行，线程 2 先获取锁 B，再获取锁 A，这样单方都先占用了各自的资源（锁 A 和锁 B）之后，再尝试获取对方的锁，从而造成了环路期待问题，最初造成了死锁的问题。
此时咱们只须要将线程 1 和线程 2 获取锁的程序进行对立，也就是线程 1 和线程 2 同时执行之后，都先获取锁 A，再获取锁 B，执行流程如下图所示：
因为只有一个线程能胜利获取到锁 A，没有获取到锁 A 的线程就会期待先获取锁 A，此时失去锁 A 的线程持续获取锁 B，因为没有线程争抢和领有锁 B，那么失去锁 A 的线程就会顺利的领有锁 B，之后执行相应的代码再将锁资源全副开释，而后另一个期待获取锁 A 的线程就能够胜利获取到锁资源，执行后续的代码，这样就不会呈现死锁的问题了。
程序锁的实现代码如下所示：
public class SolveDeadLockExample {public static void main(String[] args) {Object lockA = new Object(); // 创立锁 A
Object lockB = new Object(); // 创立锁 B
// 创立线程 1
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {synchronized (lockA) {System.out.println("线程 1: 获取到锁 A!");
try {Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程 1: 期待获取 B...");
synchronized (lockB) {System.out.println("线程 1: 获取到锁 B!");
}
}
}
});
t1.start(); // 运行线程
// 创立线程 2
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {synchronized (lockA) {System.out.println("线程 2: 获取到锁 A!");
try {Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程 2: 期待获取 B...");
synchronized (lockB) {System.out.println("线程 2: 获取到锁 B!");
}
}
}
});
t2.start(); // 运行线程}
} 以上程序的执行后果如下：
从上述执行后果能够看出，程序并没有呈现死锁的问题。
解决方案 2：轮询锁
轮询锁是通过突破“申请和放弃条件”来防止造成死锁的，它的实现思路简略来说就是通过轮询来尝试获取锁，如果有一个锁获取失败，则开释以后线程领有的所有锁，期待下一轮再尝试获取锁。
轮询锁的实现须要应用到 ReentrantLock 的 tryLock 办法，具体实现代码如下：
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class SolveDeadLockExample {public static void main(String[] args) {Lock lockA = new ReentrantLock(); // 创立锁 A
Lock lockB = new ReentrantLock(); // 创立锁 B
// 创立线程 1(应用轮询锁)
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 调用轮询锁
pollingLock(lockA, lockB);
}
});
t1.start(); // 运行线程
// 创立线程 2
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {lockB.lock(); // 加锁
System.out.println("线程 2: 获取到锁 B!");
try {Thread.sleep(1000);
System.out.println("线程 2: 期待获取 A...");
lockA.lock(); // 加锁
try {System.out.println("线程 2: 获取到锁 A!");
} finally {lockA.unlock(); // 开释锁
}
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
} finally {lockB.unlock(); // 开释锁
}
}
});
t2.start(); // 运行线程}
/**
* 轮询锁
*/
public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB) {while (true) {if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁
System.out.println("线程 1: 获取到锁 A!");
try {Thread.sleep(1000);
System.out.println("线程 1: 期待获取 B...");
if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁
try {System.out.println("线程 1: 获取到锁 B!");
} finally {lockB.unlock(); // 开释锁
System.out.println("线程 1: 开释锁 B.");
break;
}
}
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
} finally {lockA.unlock(); // 开释锁
System.out.println("线程 1: 开释锁 A.");
}
}
// 期待一秒再继续执行
try {Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
}
}
} 以上程序的执行后果如下：
从上述后果能够看出，以上代码也没有呈现死锁的问题。
总结
本文介绍了解决死锁的 2 种计划：
- 第 1 种程序锁：通过扭转获取锁的程序也就突破“环路申请条件”来防止死锁问题的产生；
- 第 2 种轮询锁：通过轮询的形式也就是突破“申请和领有条件”来解决死锁问题。它的实现思路是，通过自旋的形式来尝试获取锁，在获取锁的途中，如果有任何一个锁获取失败，则开释之前获取的所有锁，期待一段时间之后再次执行之前的流程，这样就防止一个锁始终（被一个线程）占用的难堪了，从而防止了死锁问题。
参考 & 鸣谢
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