死锁产生的前提是存在以下四个必要条件，下面详解死锁的四个必要条件@mikechen
什么是死锁
死锁是在多线程或多进程并发环境中的一种问题，指的是多个线程（或进程）因为竞争资源而陷入互相等待的状态，导致无法继续执行下去，程序停滞不前。
如下图所示，线程 A 持有对象A，线程 B 持有对象B，他们同时都想申请对方的资源，所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态。
死锁的四个必要条件
1.互斥条件
互斥条件指的是在一段时间内，某个资源只能被一个线程或进程占用，其他线程或进程无法同时占用同一资源。
这意味着当一个线程持有资源时，其他线程无法同时获得相同的资源。
互斥条件的存在是因为某些资源是独占性的，即一次只能被一个线程使用。
例如：共享内存中的某一块区域、文件、数据库连接等资源都可能是独占性的。
因此，多个线程在并发访问这些资源时，可能会因为争夺资源而陷入死锁状态。
为了避免死锁，一种常见的方法是尽量减少对共享资源的独占性需求，以及采用适当的同步机制，也可以降低死锁的概率。
2.请求与保持条件
死锁的四个必要条件之一是“占有并等待条件”，也叫做“Hold and Wait”条件。
在死锁发生时，这个条件指的是每个进程至少占有一个资源，并且正在等待获取其他进程占有的资源，从而形成一个互相等待的循环。
在一个并发系统中，多个进程可以同时请求资源它可以出于以下两种状态之一：
- 已占有其他资源并等待：进程已经占有了一些资源，同时又请求额外的资源，然后等待这些额外资源的分配。在等待的过程中，如果无法获取所需的资源，进程可能会一直持有已占有的资源，不释放。
- 已释放资源并等待：进程在先前的执行中已经占有了一些资源，然后将这些资源释放，并请求新的资源。在等待新资源的分配时，它暂时不占有任何资源。
当多个进程同时出现这种“请求并等待”状态，而每个进程都在等待另一个进程释放它需要的资源时，就可能出现死锁。
3.不剥夺条件
资源只能由持有它的线程主动释放，其他线程无法抢占。
这意味着资源不能被强制性地从一个线程中剥夺，只有持有资源的线程可以选择何时释放。
具体来说，不剥夺条件在死锁的情况下如下：
- 线程 A 持有资源 R1。
- 线程 A 请求资源 R2。
- 资源 R2 被其他线程 B 持有，线程 A 被阻塞，等待资源 R2。
- 同时，线程 B 请求资源 R1。
- 资源 R1 被线程 A 持有，线程 B 被阻塞，等待资源 R1。
在这种情况下，由于资源不能被剥夺，线程 A 无法释放资源 R1，而线程 B 也无法释放资源 R2，从而导致了互相等待对方资源的状态，形成了死锁。
4.循环等待条件
多个线程形成一个循环等待资源的关系，每个线程都在等待另一个线程持有的资源，形成一个环路。
当以上四个条件同时满足时，就会导致死锁的发生。为了预防死锁，必须破坏其中至少一个必要条件。
例如：通过剥夺资源、限制资源申请、引入资源优先级等方式，可以降低死锁发生的概率。
如何避免死锁
避免死锁的主要方法包括以下几种：
1.资源有序分配法
确保每个线程按照一定的顺序申请资源，从而避免循环等待条件。
2.破坏请求与保持条件
在申请新资源之前，释放已经持有的资源，然后重新申请资源，从而避免死锁。
3.破坏不剥夺条件
允许线程在持有资源时，被其他线程抢占并释放资源。
破坏循环等待条件：引入资源的层次分级，线程只能从低级资源申请到高级资源，从而避免循环等待。
死锁的解决方案
如果死锁已经发生，可以采取以下几种解决方案：
剥夺资源：强制终止某些线程，释放其持有的资源，从而解除死锁状态。
回滚操作：撤销一些线程的操作，使得它们释放资源，然后重新执行。
等待释放：让一些线程等待一段时间，等待资源被释放后重新申请。
资源预分配：在启动时预分配所有可能需要的资源，从而避免后续发生死锁。
超时机制：为线程设置等待资源的超时时间，超时后放弃资源申请，释放已持有的资源。
1.资源预分配和释放
一种简单的方法是在每个进程开始之前，要求它一次性请求并占有所有需要的资源，然后在完成任务后一次性释放所有资源，这样可以避免“占有并等待”条件，但可能会导致资源浪费。
2.资源抢占
引入资源的抢占机制，允许系统从一个进程手中夺取资源并分配给其他等待资源的进程，这可以打破“非抢占条件”，但需要仔细考虑抢占的策略和优先级。
3.等待限制
限制进程能够等待的资源数量，以减少死锁的可能性。
例如：可以规定一个进程同时只能等待一定数量的资源，而不是无限制地等待。
4.资源有序分配
对资源进行编号，规定进程只能按照编号的顺序请求资源，从而防止循环等待，这需要对资源的请求和分配进行严格的控制。
5.死锁检测与恢复
在系统中实现死锁检测机制，定期检查系统状态是否出现死锁。
如果检测到死锁，可以采取措施来解除死锁，例如：终止某些进程或释放某些资源。
选择合适的解决方案取决于具体的应用场景和需求。预防死锁和解决死锁是并发编程中的重要课题，需要根据实际情况制定合理的策略。
陈睿mikechen
10年+大厂架构经验，资深技术专家，就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。
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