11.2. 线程死锁、如何避免线程死锁

Question

死锁的介绍：

线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对方所需要的资源，导致这些线程处于等待状态，无法前往执行。当线程进入对象的 synchronized 代码块时，便占有了资源，直到它退出该代码块或者调用 wait 方法，才释放资源，在此期间，其他线程将不能进入该代码块。当线程互相持有对方所需要的资源时，会互相等待对方释放资源，如果线程都不主动释放所占有的资源，将产生死锁。

死锁的产生的一些特定条件：

1、互斥条件：进程对于所分配到的资源具有排它性，即一个资源只能被一个进程占用，直到被该进程释放 。
2、请求和保持条件：一个进程因请求被占用资源而发生阻塞时，对已获得的资源保持不放。
3、不剥夺条件：任何一个资源在没被该进程释放之前，任何其他进程都无法对他剥夺占用。
4、循环等待条件：当发生死锁时，所等待的进程必定会形成一个环路（类似于死循环），造成永久阻塞。

如何避免：

1、加锁顺序：

当多个线程需要相同的一些锁，但是按照不同的顺序加锁，死锁就很容易发生。如果能确保所有的线程都是按照相同的顺序获得锁，那么死锁就不会发生。当然这种方式需要你事先知道所有可能会用到的锁，然而总有些时候是无法预知的。

2、加锁时限：

加上一个超时时间，若一个线程没有在给定的时限内成功获得所有需要的锁，则会进行回退并释放所有已经获得的锁，然后等待一段随机的时间再重试。但是如果有非常多的线程同一时间去竞争同一批资源，就算有超时和回退机制，还是可能会导致这些线程重复地尝试但却始终得不到锁。

3、死锁检测：

死锁检测即每当一个线程获得了锁，会在线程和锁相关的数据结构中（map、graph 等等）将其记下。除此之外，每当有线程请求锁，也需要记录在这个数据结构中。死锁检测是一个更好的死锁预防机制，它主要是针对那些不可能实现按序加锁并且锁超时也不可行的场景。