死锁分析

来源：互联网发布：免费普通话测试软件编辑：程序博客网时间：2024/06/17 01:13

文章转自：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-deadlock/

- 概述：

死锁 (deallocks)：是指两个或两个以上的进程（线程）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。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程（线程）称为死锁进程（线程）。由于资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得有关进程（线程）在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而无法继续运行，这就产生了一种特殊现象死锁。

一种交叉持锁死锁的情形，此时执行程序中两个或多个线程发生永久堵塞（等待），每个线程都在等待被其它线程占用并堵塞了的资源。例如，如果线程 1 锁住了记录 A 并等待记录 B，而线程 2 锁住了记录 B 并等待记录 A，这样两个线程就发生了死锁现象。在计算机系统中 , 如果系统的资源分配策略不当，更常见的可能是程序员写的程序有错误等，则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。

- 死锁的四个必要条件

（1）互斥条件：一个资源每次只能被一个进程（线程）使用。

（2）请求与保持条件：一个进程（线程）因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

（3）不剥夺条件 : 此进程（线程）已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

（4）循环等待条件 : 多个进程（线程）之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

- 死锁的分析方法

通过其产生的必要条件知道，等待资源时形成一种闭环，导致循环等待，那么就要找出这几个不同线程的等待环路。可以分析形成死锁后现象，死锁状态中的各个线程是阻塞不动无法推进的，也即是这些线程的调用堆栈是不会再发生变化了，不过也有可能非死锁线程的在一定时间内是不变的。所以我们可以比较线程不同时刻的堆栈信息，另外最好也要切换场景(切换线程)保证正常的线程在动，线程堆栈就会发生变化，这样就可以过滤出死锁的线程，对怀疑的死锁线程查看其对锁的使用情况。

- 死锁的分析示例

实例代码lock.cpp

 #include <unistd.h>  #include <pthread.h>  #include <string.h>  #include <stdio.h>  pthread_mutex_t mutex1 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  pthread_mutex_t mutex2 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  pthread_mutex_t mutex3 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  pthread_mutex_t mutex4 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  static int sequence1 = 0;  static int sequence2 = 0;  int func1()  {     pthread_mutex_lock(&mutex1);     ++sequence1;     sleep(1); //printf("[threadID:%d,fun:%s,line:%d]\n",pthread_self(),__FUNCTION__,__LINE__);    pthread_mutex_lock(&mutex2);     ++sequence2; //printf("[threadID:%d,fun:%s,line:%d]\n",pthread_self(),__FUNCTION__,__LINE__);    pthread_mutex_unlock(&mutex2);     pthread_mutex_unlock(&mutex1);     return sequence1;  }  int func2()  {     pthread_mutex_lock(&mutex2);     ++sequence2;     sleep(1); //printf("[threadID:%d,fun:%s,line:%d]\n",pthread_self(),__FUNCTION__,__LINE__);    pthread_mutex_lock(&mutex1);     ++sequence1; //printf("[threadID:%d,fun:%s,line:%d]\n",pthread_self(),__FUNCTION__,__LINE__);    pthread_mutex_unlock(&mutex1);     pthread_mutex_unlock(&mutex2);     return sequence2;  }  void* thread1(void* arg)  {     while (1)     {         int iRetValue = func1();         if (iRetValue == 100000)         {             pthread_exit(NULL);         }     }  }  void* thread2(void* arg)  {     while (1)     {         int iRetValue = func2();         if (iRetValue == 100000)         {             pthread_exit(NULL);         }     }  }  void* thread3(void* arg)  {     while (1)     {         sleep(1); printf("[threadID:%d,fun:%s,line:%d]\n",pthread_self(),__FUNCTION__,__LINE__);        char szBuf[128];         memset(szBuf, 0, sizeof(szBuf));         strcpy(szBuf, "thread3");     }  }  void* thread4(void* arg)  {     while (1)     {         sleep(1); printf("[threadID:%d,fun:%s,line:%d]\n",pthread_self(),__FUNCTION__,__LINE__);        char szBuf[128];         memset(szBuf, 0, sizeof(szBuf));         strcpy(szBuf, "thread3");     }  }  int main()  {     pthread_t tid[4];     if (pthread_create(&tid[0], NULL, thread1, NULL) != 0)     {         _exit(1);     } //printf("[threadID:%d,fun:%s,line:%d]\n",tid[0],__FUNCTION__,__LINE__);    if (pthread_create(&tid[1], NULL, thread2, NULL) != 0)     {         _exit(1);     } //printf("[threadID:%d,fun:%s,line:%d]\n",tid[1],__FUNCTION__,__LINE__);    if (pthread_create(&tid[2], NULL, thread3, NULL) != 0)     {         _exit(1);     } //printf("[threadID:%d,fun:%s,line:%d]\n",tid[2],__FUNCTION__,__LINE__);    if (pthread_create(&tid[3], NULL, thread4, NULL) != 0)     {         _exit(1);     } //printf("[threadID:%d,fun:%s,line:%d]\n",tid[3],__FUNCTION__,__LINE__);    sleep(5);     //pthread_cancel(tid[0]);     pthread_join(tid[0], NULL);     pthread_join(tid[1], NULL);     pthread_join(tid[2], NULL);     pthread_join(tid[3], NULL);     pthread_mutex_destroy(&mutex1);     pthread_mutex_destroy(&mutex2);     pthread_mutex_destroy(&mutex3);     pthread_mutex_destroy(&mutex4);     return 0;  }

编译，执行

g++ -g lock.cpp -o lock -lpthread

./lock &

查看进程号

ps -elf |grep lock

0 S root 28778 27536 0 80 0 - 10959 stext 17:49 pts/2 00:00:00 ./lock

通过pstack查看线程堆栈