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死锁

死锁：是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。

死锁发生的原因

死锁的发生是由于资源竞争导致的，导致死锁的原因如下：

• 系统资源不足，如果系统资源充足，死锁出现的可能性就很低。
• 进程（线程）运行推进的顺序不合适。
• 资源分配不当等。

死锁发生的条件

死锁的发生的四个必要条件：

• 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
• 占有且等待：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
• 不可强行占有：进程（线程）已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。
• 循环等待条件：若干进程（线程）之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。

死锁的例子

为了说明死锁，我们下面举一个例子来说明：

线程A持有资源A然后试图获取资源B，线程2持有资源B同时试图获取资源A，这样线程A和B都不能获取彼此想要的资源，导致整个程序不能向下推进。具体代码如下：

class DeadLockRunnable implements Runnable {
       private String first;    private String second;    public DeadLockRunnable(String first, String second) {
           this.first = first;        this.second = second;    }    @Override    public void run() {
           synchronized (first) {
               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " obtain: " + first);            try {
                   Thread.sleep(100);                synchronized (second) {
                       System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " obtain: " + second);                }            } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();            }        }    }}public class DeadLock {
       public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
               String lockA = "lockA";            String lockB = "LockB";            Thread t1 = new Thread(new DeadLockRunnable(lockA, lockB));            Thread t2 = new Thread(new DeadLockRunnable(lockB, lockA));            t1.start();            t2.start();            t1.join();            t2.join();    }}

运行结果:

从结果中可以看出，两个线程都不能再次获得想要的资源，程序一直处于“停滞”状态。

死锁的定位与预防

那么出现这种情况怎么定位呢？

• 通过jdk提供的命令
  我们可以使用jstack或者类似Jconsole等图形化工具，查看线程的状态。上面程序jstack输出如下：
  

通过输出我们看到Thread-1和Thread-0都处于BLOCKED状态。至此我们基本可以知道程序发生了死锁。

• 分析CPU占用情况
  根据死锁的定义，我们可以得出死锁一定会导致有线程处于”饥饿“状态而一直占用CPU时间片。因此可以通过排查出使用CPU时间片最高的线程，再打出该线程的堆栈信息，最后排查代码找出死锁的原因。

死锁的预防

• 尽量避免使用多个锁，并且只有需要时才持有锁。
• 如果使用多个锁，一定要设计好锁的获取顺序。
• 使用带有超时的方法，为程序带来更多的可控性，比如指定获取锁的时间最多为5秒，超时就放弃。
• 通过一些代码静态检查工具发现可能存在的死锁问题，比如FindBugs。