阿里面試：死鎖的原因？解決方案有哪些？
作者：mikechen
死鎖是指在并發環境下，多個進程或線程因為競爭資源而陷入相互等待的狀態，最后系統陷入僵局就形成了死鎖。
什么是死鎖
死鎖是指在并發環境下，多個進程或線程因為競爭資源而陷入相互等待的狀態，最后系統陷入僵局就形成了死鎖。
如下圖所示：
圖片
線程 A 持有對象A，線程 B 持有對象B，他們同時都想申請對方的資源，所以這兩個線程就會互相等待而進入死鎖狀態。
死鎖產生的原因
死鎖的產生通常涉及到以下幾個因素：
1.競爭資源
多個進程競爭相同的資源，比如：數據庫表、文件等。
2.持有并等待
一個進程已經獲得了一些資源的鎖，并且在等待其他資源的鎖。
同時，其他進程也可能在持有一部分資源的鎖，并且等待當前進程釋放所需的資源，從而形成循環等待。
3.不可搶占
已經獲得的資源的鎖不能被其他進程強制性地搶占，只能等待當前進程主動釋放，這就使得進程之間可能出現資源的死鎖情況。
4.循環等待
多個進程形成一個等待環，每個進程等待下一個進程所持有的資源。
例如，進程 A 等待進程 B 持有的資源，進程 B 同時等待進程 C 持有的資源，進程 C 又等待進程 A 持有的資源。
要產生死鎖，這些因素必須同時存在，這被稱為死鎖的“必要條件”。
死鎖的代碼例子
下面是一個簡單的死鎖代碼例子，使用兩個線程模擬兩個進程，互相競爭兩個資源。
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();
}
}在這個例子中，兩個線程 thread1 和 thread2 分別試圖獲取 resource1 和 resource2 的鎖。
thread1 先獲取了 resource1 的鎖并等待 resource2 的鎖，而 thread2 則先獲取了 resource2 的鎖并等待 resource1 的鎖。
這樣兩個線程互相等待對方釋放資源，形成了死鎖。
如何解決死鎖問題
解決死鎖問題可以采用以下方法之一或多種組合：
- 加鎖順序一致性：規定進程獲取多個資源的順序，所有進程按照相同的順序獲取資源，從而避免交叉等待。
- 超時機制：設置超時時間，如果在一定時間內沒有獲取到所有資源，就主動放棄獲取資源，回滾事務，避免長時間死鎖。
- 資源分級：為資源定義分級，要求進程按照升序獲取資源，降低循環等待的可能性。
- 死鎖檢測與解除：周期性檢測死鎖，然后選擇中斷其中一個或多個進程以解除死鎖。
- 避免長事務：盡量縮短事務的持續時間，減少資源占用的時間。
- 使用樂觀并發控制：一些情況下，使用樂觀并發控制，如版本控制，可以減少悲觀鎖的使用，從而降低死鎖的概率。
以上就是死鎖的原因及解決方法詳解，避免死鎖的發生需要在數據庫設計、事務管理、并發控制策略等多個層面上進行優化和調整。
責任編輯：武曉燕
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