Java线程死锁及解决方案

要了解线程死锁，首先要明白什么是死锁

死锁

通俗点讲：死锁就是两个或两个以上的进程或线程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。

用简单一点的例子来说吧

比如这个交通堵塞的例子，从图中可以看到四个方向行驶的汽车互相阻塞，如果没有任何一个方向的汽车退回去，那么将形成一个死锁

上述图中有产生死锁的四个原因：

1.互斥条件：一个资源每次只能被一个线程使用。图上每条路上只能让一个方向的汽车通过，故满足产生死锁的条件之一

2.请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。可以看出，图上每个方向的汽车都在等待其他方向的汽车撤走，故满足产生死锁的条件之二

3.不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。这里假设没有交警，那么没有人能强行要求其他方向上的汽车撤离，故满足产生死锁的条件之三

4.循环等待条件：若干进程或线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。这个在图中很直观地表达出来了

死锁Java代码小例子

package huaxin2016_9_9;public class ThreadDeadlock {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object obj1 = new Object();Object obj2 = new Object();Object obj3 = new Object(); //新建三个线程Thread t1 = new Thread(new SyncThread(obj1, obj2), "t1"); Thread t2 = new Thread(new SyncThread(obj2, obj3), "t2"); Thread t3 = new Thread(new SyncThread(obj3, obj1), "t3"); //让线程依次开始t1.start(); //让线程休眠Thread.sleep(5000);t2.start();Thread.sleep(5000);t3.start();} } class SyncThread implements Runnable{ private Object obj1; private Object obj2;//构造函数public SyncThread(Object o1, Object o2){ this.obj1=o1;this.obj2=o2;} @Overridepublic void run() {//获取并当前运行线程的名称String name = Thread.currentThread().getName();System.out.println(name + " acquiring lock on "+obj1);synchronized (obj1) { System.out.println(name + " acquired lock on "+obj1); work();System.out.println(name + " acquiring lock on "+obj2); synchronized (obj2) { System.out.println(name + " acquired lock on "+obj2); work();    } System.out.println(name + " released lock on "+obj2);     } System.out.println(name + " released lock on "+obj1); System.out.println(name + " finished execution.");}private void work() { try { Thread.sleep(30000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();}} }

上述死锁小例子运行结果为

t1 acquiring lock on java.lang.Object@675d5ed4t1 acquired lock on java.lang.Object@675d5ed4t2 acquiring lock on java.lang.Object@7943f708t2 acquired lock on java.lang.Object@7943f708t3 acquiring lock on java.lang.Object@46767615t3 acquired lock on java.lang.Object@46767615t1 acquiring lock on java.lang.Object@7943f708t2 acquiring lock on java.lang.Object@46767615t3 acquiring lock on java.lang.Object@675d5ed4

可以很直观地看到，t1、t2、t3都在要求资源，却都保持自己的资源，故而引起死锁

解决方案：

1.打破互斥条件，我们需要允许进程同时访问某些资源，这种方法受制于实际场景，不太容易实现条件；

2.打破不可抢占条件，这样需要允许进程强行从占有者那里夺取某些资源，或者简单一点理解，占有资源的进程不能再申请占有其他资源，必须释放手上的资源之后才能发起申请，这个其实也很难找到适用场景；

3. 进程在运行前申请得到所有的资源，否则该进程不能进入准备执行状态。这个方法看似有点用处，但是它的缺点是可能导致资源利用率和进程并发性降低

4.  避免出现资源申请环路，即对资源事先分类编号，按号分配。这种方式可以有效提高资源的利用率和系统吞吐量，但是增加了系统开销，增大了进程对资源的占用时间。

（1）. 最简单、最常用的方法就是进行系统的重新启动，不过这种方法代价很大，它意味着在这之前所有的进程已经完成的计算工作都将付之东流，包括参与死锁的那些进程，以及未参与死锁的进程；

（2）. 撤消进程，剥夺资源。终止参与死锁的进程，收回它们占有的资源，从而解除死锁。这时又分两种情况：一次性撤消参与死锁的全部进程，剥夺全部资源；或者逐步撤消参与死锁的进程，逐步收回死锁进程占有的资源。一般来说，选择逐步撤消的进程时要按照一定的原则进行，目的是撤消那些代价最小的进程，比如按进程的优先级确定进程的代价；考虑进程运行时的代价和与此进程相关的外部作业的代价等因素；

（3）. 进程回退策略，即让参与死锁的进程回退到没有发生死锁前某一点处，并由此点处继续执行，以求再次执行时不再发生死锁。虽然这是个较理想的办法，但是操作起来系统开销极大，要有堆栈这样的机构记录进程的每一步变化，以便今后的回退，有时这是无法做到的。