Java并发编程（四）--- 死锁的发生与避免

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前言

上一篇我们介绍了如何通过synchronized 来加锁保护资源。但是，不当的加锁方式可能就会导致死锁。

死锁发生的场景

最典型的就是哲学家问题，

场景：5个哲学家，5跟筷子，5盘意大利面，大家围绕桌子而坐，进行思考与进食活动。

哲学家的活动描述：

哲学家除了吃面、还要思考、所以要么放下左右手筷子进行思考、要么拿起两个筷子（自己两侧的）开始吃面。

哲学家从不交谈，这就很危险了，很可能会发生死锁，假设每个人都是先拿到左边的筷子，然后去拿右边的筷子，那么就可能会出现如下情况。

通过代码模拟：

public class DeadLockTest2 { public static void main(String[] args) { ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); int sum = 5; Chopsticks[] chopsticks = new Chopsticks[sum]; for (int i = 0; i < sum; i++) { chopsticks[i] = new Chopsticks(); } for (int i = 0; i < sum; i++) { executorService.execute(new Philosopher(chopsticks[i], chopsticks[(i + 1) % sum])); } } // 筷子 static class Chopsticks { } //哲学家 static class Philosopher implements Runnable { private Chopsticks left; private Chopsticks right; public Philosopher(Chopsticks left, Chopsticks right) { this.left = left; this.right = right; } @Override public void run() { try { //思考一段时间 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (left) { try { //拿到左边的筷子之后等待一段时间 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (right) { try { System.out.println("********开始吃饭"); Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } }

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如上程序：定义了一个哲学家类，该类的主要任务要么是思考，要么是吃饭，吃饭的话，首先拿到其左边的筷子，等待一段时间后再去拿其右边的筷子。在此处因为每个哲学家都是占用自己左边的筷子等待拿右边的筷子。所以，就会出现循环等待，导致死锁。下面我们就来查看下：

如何查看死锁的发生

我们可以通过java命令很方便的查看是否有死锁发生。首先通过jps命令查看当前程序所占的进程如下：

找到对应的进程之后，接着通过jstack 命令查看程序运行情况。如下：

通过上述分析我们发现死锁发生的条件是如下四个（必须同时满足）：

互斥，共享资源A和B只能被一个线程占用，就是本例中的，一根筷子同一时刻只能被一个哲学家获得

占有且等待：线程T1持有共享资源A,在等待共享资源B时，不释放占用的资源，在本例中就是：哲学家1获得他左边的筷子，等待获得他右边的筷子，即使没有得到也不会放回其获得的筷子。

不可抢占：其他线程不能强行占用线程T1占用的资源，在本例中就是：每个哲学家获得的筷子不能被其他哲学家抢走。

循环等待：线程T1等待线程T2占用的资源，线程T2等待线程T1占用的资源。在本例中：所有哲学家围坐一桌，已经形成了一个申请资源的环。

如何避免死锁

前面我们说了，死锁的发生条件是必须同时满足上述四个条件。那么避免死锁的方式就是破坏掉其中的一个条件就可以了。

对于占用且等待

对于占用且等待的情况，我们只需要一次性申请所有的资源，只有申请到了才会往下面走。对于这种情况，我们需要一个调度者，由它来统一申请资源。调度者必须是单例的，由他给哲学家分配筷子。

public class Allocator { private List