Java死锁详解(原因分析及实现代码)

Java死锁属于Java多线程并发编程的必备技能，下面我就来全面详解Java死锁的原因以及解决办法@mikechen

什么是死锁

死锁是指在多进程或多线程环境中，每个进程（或线程）持有一些资源并且在等待获取其他持有的资源，从而导致所有进程都无法继续执行的一种状态。

 

Java死锁的原理

在Java死锁通常发生在多线程环境中，涉及到多个线程竞争获取资源并且互相等待。

如下图所示：

线程A持有锁1，等待获得锁2，而线程B持有锁2，等待获得锁1。

这两个线程都无法继续执行下去，因为它们都在等待对方释放所需的锁，最终整个程序都会被死锁。

 

Java死锁的原因

死锁发生的主要原因是四个必要条件同时存在：

1. 互斥等待：多个线程同时持有某些资源，并且等待获取其他线程持有的资源。
2. 不可剥夺：资源无法被强制从一个线程手中夺取，只能在线程主动释放后才能被其他线程获取。
3. 持有并等待：线程在持有一些资源的同时等待其他资源。
4. 循环等待：一组线程形成一个循环，每个线程都在等待下一个线程所持有的资源。

如果这些条件同时满足，多个线程就会陷入死锁状态。

 

Java死锁的解决方法

为了解决Java死锁问题，可以采取以下几种方法：

1. 资源有序分配：通过规定获取资源的顺序，从而避免循环等待。
2. 等待限制：限制一个线程同时可以等待的资源数量，减少死锁的可能性。
3. 资源抢占：引入资源的抢占机制，允许系统从一个线程手中夺取资源并分配给其他等待资源的线程。
4. 死锁检测与恢复：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，可以采取措施解除死锁。
5. 使用Locks替代Synchronized：Java中的Locks（如：ReentrantLock）提供了更灵活的互斥机制，可以更好地控制锁的获取和释放。
6. 优化资源使用：优化资源使用和释放的策略，尽量减少资源占用的时间，从而减少发生死锁的机会。

 

Java死锁的代码示例

以下是一个简单的Java死锁示例，展示了两个线程相互等待对方释放资源的情况：

public class DeadlockExample {
    private static Object resource1 = new Object();
    private static Object resource2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println("Thread 1: Holding resource 1...");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
                System.out.println("Thread 1: Waiting for resource 2...");
                synchronized (resource2) {
                    System.out.println("Thread 1: Acquired resource 2.");
                }
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource2) {
                System.out.println("Thread 2: Holding resource 2...");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
                System.out.println("Thread 2: Waiting for resource 1...");
                synchronized (resource1) {
                    System.out.println("Thread 2: Acquired resource 1.");
                }
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

在这个示例中，两个线程分别占有 resource1 和 resource2，然后互相等待对方释放资源，导致死锁发生。

解决这个死锁，可以通过调整获取资源的顺序，或者引入资源抢占机制等方法来处理。

 

Java死锁总结

死锁通常由于多个进程对共享资源的独占性访问、资源请求和释放顺序不当等原因造成。

死锁是一种常见的并发问题，会导致系统停滞，无法继续执行。

为了避免死锁，系统设计需要考虑合理的资源分配策略、资源请求顺序、资源抢占机制等方法。

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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