Java 并发编程：并发中死锁的造成条件及处理

死锁是一种无限的互相等待的状态，两个或两个以上的线程或进程构成一个互相等待的环状。以两个线程为例，线程一持有A锁同时在等待B锁，而线程二持有B锁同时在等待A锁，这就致使两个线程互相等待没法往下执行。现实生活中一个经典的死锁情形就是四辆汽车经过没有红绿灯的十字路口，假如四辆车同时到达中心的，那么它们将造成一个死锁状态。每辆车拥有本身车道上的使用权，但同时也在等另一辆汽车让出另一条道的使用权

死锁的例子

该例子中一共有lock1和lock2两个锁。线程一启动后先尝试获取lock1锁，成功获取lock1后再继续尝试获取lock2锁。而线程二则是先尝试获取lock2锁，成功获取lock2锁后再继续尝试获取lock1锁。当咱们某次启动程序后可能的输出状况以下，也就进入了死锁状态，但并不是每次都必定会进入死锁状态，每一个线程睡眠100毫秒是为了增长死锁的可能。最终两个线程处于互相无线等待状态，得到lock1的线程一在等lock2，而得到lock2的锁却在等lock1。

死锁的处理

因为死锁的检测涉及到不少复杂的场景，并且它仍是运行时才会产生的，因此编程语言编译器通常也不会提供死锁的检测功能，包括Java也不提供死锁检测功能。这其实就叫作鸵鸟算法，对于某件事若是咱们没有很好的处理方法，那么就学鸵鸟同样把头埋入沙中伪装什么都看不见。死锁的场景处理就交给了实际编程的开发者，开发者须要本身去避免死锁的发生，或者制定某些措施去处理死锁发生时的场景。常见的死锁处理方式大体分为两类：一种是事前的预防措施，包括锁的顺序化、资源合并、避免锁嵌套等等。另外一种是过后的处理措施，包括锁超时机制、抢占资源机制、撤销线程等等。下面咱们详细看看每种措施的状况。

锁的顺序变化

前面说到的死锁造成的条件中环形条件，咱们能够破坏这个条件来避免死锁的发生。具体就是将锁的获取进行顺序化，全部线程和进程对锁的获取都按指定的顺序进行，好比下图中P一、P二、P3三个线程它们都先尝试持有R1锁，再尝试持有R2锁，最后尝试持有R3锁。固然也能够当作是要获取R3锁就必须先获取R2锁，而要获取R2锁就必须先获取R1锁。这样就能破坏环形条件，从而避免死锁。

资源合并

资源合并的作法就是将多个资源合并当成一个资源来看待，这样就能将对多个资源的获取变成只对一个资源的获取，从而避免了死锁的发生。以下图，将资源R一、资源R2和资源R3合并成一个资源R，而后三个线程对其进行获取操做。

避免锁嵌套

锁获取操做的嵌套行为才可能致使死锁发生，因此咱们能够经过去除锁嵌套来避免死锁。每一个线程都是使用完某个资源就释放，而后才能再获取另一个资源，并且使用完又进行释放，这就是去除锁嵌套。以下图中线程P1持有R1锁后释放，而后持有R2锁后释放，最后持有R3锁并释放，其它线程也是相似地操做。

锁的超时机制

过后处理的第一种措施是锁超时机制，核心就在于对锁的等待并不是永久的而是有超时的，某个线程对某个锁的等待若是超过了指定的时间则作超时处理，直接结束掉该线程。好比下图中，三个线程已经进入死锁状态了，假如线程P1等待R2锁的时间超过了超时时间，此时P1将结束而且释放对R1锁的占有权。这时线程P3则可以获取到R1锁，因而可以解除等待，自此解除了死锁状态。

总结

本文主要介绍了死锁相关内容，除了介绍死锁概念外咱们还提供了死锁的例子，还有死锁造成的条件，以及死锁的处理方式。死锁的处理主要包括锁的顺序化、资源合并、避免锁嵌套等事前预防措施和超时机制、抢占资源机制、撤销线程机制等事中的处理措施