死锁的原因及解决方法(4大原因及解决方法)

死锁在开发中经常遇见，下面我就来重点详解死锁的原因及解决方法，主要分为如下4大点@mikechen

什么是死锁

死锁是指在并发环境下，多个进程或线程因为竞争资源而陷入相互等待的状态，最后系统陷入僵局就形成了死锁。

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。

死锁产生的原因

死锁的产生通常涉及到以下几个因素：

1.竞争资源

多个进程竞争相同的资源，比如：数据库表、文件等。

2.持有并等待

一个进程已经获得了一些资源的锁，并且在等待其他资源的锁。

同时，其他进程也可能在持有一部分资源的锁，并且等待当前进程释放所需的资源，从而形成循环等待。

3.不可抢占

已经获得的资源的锁不能被其他进程强制性地抢占，只能等待当前进程主动释放，这就使得进程之间可能出现资源的死锁情况。

4.循环等待

多个进程形成一个等待环，每个进程等待下一个进程所持有的资源。

例如，进程 A 等待进程 B 持有的资源，进程 B 同时等待进程 C 持有的资源，进程 C 又等待进程 A 持有的资源。

要产生死锁，这些因素必须同时存在，这被称为死锁的“必要条件”。

死锁的代码例子

下面是一个简单的死锁代码例子，使用两个线程模拟两个进程，互相竞争两个资源。

如下所示：

public class ThreadDeadlockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object resource1 = new Object();
        Object resource2 = new Object();

        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: Holding resource 1 and 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: Holding resource 2 and resource 1...");
                }
            }
        });

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

在这个例子中，两个线程 thread1 和 thread2 分别试图获取 resource1 和 resource2 的锁。

thread1 先获取了 resource1 的锁并等待 resource2 的锁，而 thread2 则先获取了 resource2 的锁并等待 resource1 的锁。

这样两个线程互相等待对方释放资源，形成了死锁。

如何解决死锁问题

解决死锁问题可以采用以下方法之一或多种组合：

1. 加锁顺序一致性：规定进程获取多个资源的顺序，所有进程按照相同的顺序获取资源，从而避免交叉等待。
2. 超时机制：设置超时时间，如果在一定时间内没有获取到所有资源，就主动放弃获取资源，回滚事务，避免长时间死锁。
3. 资源分级：为资源定义分级，要求进程按照升序获取资源，降低循环等待的可能性。
4. 死锁检测与解除：周期性检测死锁，然后选择中断其中一个或多个进程以解除死锁。
5. 避免长事务：尽量缩短事务的持续时间，减少资源占用的时间。
6. 使用乐观并发控制：一些情况下，使用乐观并发控制，如版本控制，可以减少悲观锁的使用，从而降低死锁的概率。

以上就是死锁的原因及解决方法详解，避免死锁的发生需要在数据库设计、事务管理、并发控制策略等多个层面上进行优化和调整。