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我在上篇文章已经提到，锁的实质是串行化，如果笼罩的范畴太大，会导致程序的性能低下。
为了晋升性能，咱们用了细粒度锁，但这又带来了死锁问题。
如何解决死锁问题，就是程序员价值所在。
如何躲避死锁
说实话，大部分状况下，你不须要思考死锁问题。因为只有在并发量很大的时候，死锁才会呈现。
那该怎么解决呢？很简略，重启利用就行。
然而，问题来了。既然是在高并发场景下，才会呈现死锁。那这不就意味着，一旦呈现死锁，无论重启多少次，程序也没法运行？
因为只有并发量一大，你就得重启利用，但原来的业务没解决完，当初得接着解决呀。后果就是，等重启完了，并发量再次飙升，死锁再次出现，你又得重启利用。如此周而复始，基本看不到头。
因而，想要解决死锁，惟一可行的方法是：躲避死锁，不让死锁呈现。
如何躲避死锁？这个问题，早在 1971 年，就有位叫 Coffman 的大神提出了解决思路。
死锁的产生要同时满足四个条件。换句话说，咱们只有毁坏其中一个，就能够防止死锁。这四个条件别离是：
- 互斥：在同一时刻，一个资源只能由一个线程操作；
- 占有且期待：线程占有了一个资源，在申请另一个资源的时候，不开释本人占有的资源；
- 不可抢占：资源被某个线程占有后，其它线程不能强行抢占；
- 循环期待：线程一占有了一个资源，线程二占有了另一个资源，它们都在等对方的资源。
这四个条件必须同时满足，才会产生死锁。咱们只有想方法毁坏其中一个，就能防止死锁的呈现。
既然如此，该毁坏哪个条件呢？
首先，毁坏条件一 互斥，这是没法做到的，毕竟用锁就是为了互斥。
而后，毁坏条件三 不可抢占，当初也做不到。因为这须要线程被动开释占有的资源，但synchronized 可做不到这点，得用到 Java 的并发包。所以，咱们当前再聊。
那么，计划只剩两个了。
毁坏占有且期待条件
所谓占有且期待就是，运行程序须要两个以上的资源，那么线程要把这些资源都拿到手，才有资格运行程序。
然而，线程又不止一个，资源就放在那儿，谁抢到就是谁，就能够始终占着，不开释进来。
这时候，如果线程只抢到了一个资源，没资格运行程序，但又不开释本人的资源，就在那儿干等着。那其它线程怎么办？只能陪你一起等，谁都没法动呗。
这种僵持的场面怎么破？
一次性锁定所有资源，这样就能毁坏占有且期待条件。
拿后面的转账来说，它须要锁定两个资源，一个是转出账户，一个是转入账户。如果一次只锁定一个账户，下一个账户又锁定不了，死锁不就呈现了。
那这样行不行，我一次性锁定所有账户。
在转账之前，我同时申请两个账户，而且必须同时加锁胜利时，能力持续转账操作。
在设计思路上，咱们能够把代码分成两块：第一块，是业务员模块，负责具体的转账业务；第二块，是管理员模块，负责资源的审批。你看下这副图：
简略来说，业务员提交申请，账户管理员锁定资源。
比如说，张三想要转账，要锁定 账户 A 、账户 B ，但账户管理员发现文件架上只有 账户 A ，那张三只能等着，直到 账户 A 、账户 B 都回来时，能力进行加锁。
思路有了，接下来，咱们就转换成代码吧。
class Account {
private int balance;
// 转账
void transfer(Account target, int amt) {
// 一次性申请资源：转出账户、转入账户，一直循环
while (!Allocator.getInstance().apply(this, target));
// 执行转账
if (this.balance >= amt) {
this.balance -= amt;
target.balance += amt;
}
// 偿还资源：转出账户、转入账户
Allocator.getInstance().free(this, target);
}
}
class Allocator {
// 单例对象，我就不写了，置信你能搞定
static Allocator getInstance() {return null;}
// 资源账本：记录哪些资源不能用
private Set<Object> alsSet = new HashSet<>();
// 一次性申请所有资源
synchronized boolean apply(Object from, Object to) {
// 查找账本，看看哪些资源不能用
if (alsSet.contains(from) || alsSet.contains(to)) {return false;}
// 借出资源
alsSet.add(from);
alsSet.add(to);
return true;
}
// 偿还资源
synchronized void free(Object from, Object to) {alsSet.remove(from);
alsSet.remove(to);
}
}线程在执行转账前，要通过循环，一直向 Allocator 申请资源。如果申请失败，就持续申请；如果申请胜利，就执行转账操作，完预先再把资源还回去。
通过一次性锁定所有资源，咱们就能毁坏占有且期待条件，胜利躲避死锁。
不过，这个计划有两点很难承受。
首先，一次性申请资源，这可是一个死循环。在高并发的时候，可能循环上万次能力拿到锁，这太耗费 CPU 资源了。
其次，代码量翻了不止一倍。本来的代码连十行都不到，但当初得新建一个类，还得在外面写各种办法，像是创立单例、申请资源、偿还资源什么的，这些想想就头大。
一次性申请资源尽管解决了死锁，但程序性能是硬伤，实现起来也很简单，我还是看看别的计划吧~
毁坏循环期待条件
所谓循环期待就是，运行程序须要两个以上的资源，那么线程要把这些资源都拿到手，才有资格运行程序。
然而，一个线程拿到了其中一个资源，另一个线程拿到了另一个资源，而后它们都在等对方的资源。
别忘了，只有运行完程序，线程才会开释资源。但这两个线程都只拿到一个资源，没法运行程序，那这种期待注定没有后果。你能够看上面这副图：
这种场面又怎么破呢？
按程序加锁，这样就能毁坏循环期待条件。
你有没有发现，在下面这幅图中，两个线程都要要锁定 账户 A 、账户 B ，但它们的加锁程序不同。一个线程先锁定 账户 A ，另一个线程先锁定 账户 B ，后果就是它们各自占了一个资源，都在等对方的资源。
既然是加锁程序的问题，那咱们让线程按程序加锁，问题不就解决了吗？你看这副图：
两个线程的加锁程序是一样的，都要先锁定 账户 A ，再锁定 账户 B 。如果线程一先锁定了 账户 A ，那线程二只能等着，直到线程一执行完转账，线程二能力再次尝试加锁。
这样一来，循环期待就被破解了。如果再把下面的思路转换成代码，就是这样的。
class Account {
private int id;
private int balance;
void transfer(Account target, int amt) {
/** 资源进行排序：id 越小，账号就先加锁 **/
// 默认状况：转出账号的 id 更小，先进行加锁
Account first = this;
Account second = target;
// 如果转出账号的 id 更大，就扭转加锁程序
if (this.id > target.id) {
first = target;
second = this;
}
/** 执行转账 **/
// 锁定序号小的账号
synchronized (first) {
// 锁定序号大的账号
synchronized (second) {if (this.balance > amt) {
this.balance -= amt;
target.balance += amt;
}
}
}
}
}每个账号都有一个 id，那么咱们先就把 id 作为排序字段，从小到大地排序。而后，咱们持续依照程序，从小到大地锁定账户。
这样一来，就不会呈现两个线程各占山头，互相死等对方资源的状况了。
而且，这个计划无论是性能，还是实现难度都非常低。
首先，对资源进行排序，这部分的代码非常简单，不过是加了一个 if 判断，创立了两个对象而已，耗费不了什么资源。
其次，代码量极少。相比原来的代码，当初只是多加了 6 行代码用来排序，其它的根本没变。
这样看来，对转账业务来说，按程序加锁算是一个低成本、高回报的计划了。
写在最初
想要解决死锁，只能重启利用，但重启不肯定管用。所以，咱们只能在写代码的时候，想方法躲避死锁。
个别状况下，有两个方法能够防止死锁：
- 一次性锁定所有资源；
- 按程序加锁；
看到这儿，置信你曾经感触到了并发编程的魅力。每一种计划都要付出相应的代价，咱们得在正确性、性能、代码复杂度之间，一直地衡量，从中选出适合的计划。
