【333期】面试官：手写一个必然死锁的例子
题外推荐
前言
只对死锁代码感兴趣的可以直接跳到第三小节 必然死锁示例，如果对死锁还不太了解的，我们可以一起来讨论以下几个议题
什么是死锁？ 死锁有什么危害和特点？ 代码实现一个必然死锁的示例 分析死锁的过程
项目环境
jdk 1.8 github 地址：https://github.com/huajiexiewenfeng/java-concurrent 本章模块：deadlock
1.什么是死锁？
关键词：并发场景，多线程
首先我们需要知道，死锁一定发生在并发场景中。我们为了保证线程安全，有时会给程序使用各种能保证并发安全的工具，尤其是锁，但是如果在使用过程中处理不得当，就有可能会导致发生死锁的情况。
关键词：互不相让
死锁是一种状态，当两个（或多个）线程（或进程）相互持有对方所需要的资源，却又都不主动释放自己手中所持有的资源，导致大家都获取不到自己想要的资源，所有相关的线程（或进程）都无法继续往下执行，在未改变这种状态之前都不能向前推进，我们就把这种状态称为死锁状态，认为它们发生了死锁。
简而言之，死锁就是两个或多个线程（或进程）被无限期地阻塞，相互等待对方手中资源的一种状态。
两个线程死锁的情况
如图所示，线程1 已经持有了 锁1，同时 线程2 也已经持有了锁2，然后 线程1 尝试获取 锁2，但是 线程2 并没有释放 锁2，所以 线程1 处于阻塞状态，同理可知，图中的 线程2 获取 锁1也会被阻塞。
这样一来，线程1 和 线程2 就发生了死锁，因为它们都相互持有对方想要的资源，却又不释放自己手中的资源，形成相互等待，而且会一直等待下去。
2.死锁的影响和危害
2.1 死锁的影响
死锁的影响在不同系统中是不一样的，影响的大小一部分取决于当前这个系统或者环境对死锁的处理能力。
2.1.1 数据库中
例如，在数据库系统软件的设计中，考虑了监测死锁以及从死锁中恢复的情况。在执行一个事务的时候可能需要获取多把锁，并一直持有这些锁直到事务完成。在某个事务中持有的锁可能在其他事务中也需要，因此在两个事务之间有可能发生死锁的情况，一旦发生了死锁，如果没有外部干涉，那么两个事务就会永远的等待下去。
但数据库系统不会放任这种情况发生，当数据库检测到这一组事务发生了死锁时，根据策略的不同，可能会选择放弃某一个事务，被放弃的事务就会释放掉它所持有的锁，从而使其他的事务继续顺利进行。
此时程序可以重新执行被强行终止的事务，而这个事务现在就可以顺利执行了，因为所有跟它竞争资源的事务都已经在刚才执行完毕，并且释放资源了。
2.1.2 JVM 中
在 JVM 中，对于死锁的处理能力就不如数据库那么强大了。如果在 JVM 中发生了死锁，JVM 并不会自动进行处理，所以一旦死锁发生，就会陷入无穷的等待。推荐：Java进阶视频资源
2.2 死锁的危害以及特点
关键词：概率性事件
死锁的问题和其他的并发安全问题一样，是概率性的，也就是说，即使存在发生死锁的可能性，也并不是 100% 会发生的。如果每个锁的持有时间很短，那么发生冲突的概率就很低，所以死锁发生的概率也很低。但是在线上系统里，可能每天有几千万次的“获取锁”、“释放锁”操作，在巨量的次数面前，整个系统发生问题的几率就会被放大，只要有某几次操作是有风险的，就可能会导致死锁的发生。
也正是因为死锁“不一定会发生”的特点，导致提前找出死锁成为了一个难题。压力测试虽然可以检测出一部分可能发生死锁的情况，但是并不足以完全模拟真实、长期运行的场景，因此没有办法把所有潜在可能发生死锁的代码都找出来。
关键词：危害大，发生几率不高
一旦发生了死锁，根据发生死锁的线程的职责不同，就可能会造成 子系统崩溃、性能降低 甚至 整个系统崩溃 等各种不良后果。而且死锁往往发生在高并发、高负载的情况下，因为可能会直接影响到很多用户，造成一系列的问题。以上就是死锁发生几率不高但是危害大的特点。
3.必然死锁示例
public class MustDeadLockDemo {
public static void main(String[] args) {
Object lock1 = new Object();
Object lock2 = new Object();
new Thread(new DeadLockTask(lock1, lock2, true), "线程1").start();
new Thread(new DeadLockTask(lock1, lock2, false), "线程2").start();
}
static class DeadLockTask implements Runnable {
private boolean flag;
private Object lock1;
private Object lock2;
public DeadLockTask(Object lock1, Object lock2, boolean flag) {
this.lock1 = lock1;
this.lock2 = lock2;
this.flag = flag;
}
@Override
public void run() {
if (flag) {
synchronized (lock1) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->拿到锁1");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->等待锁2释放...");
synchronized (lock2) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->拿到锁2");
}
}
}
if (!flag) {
synchronized (lock2) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->拿到锁2");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->等待锁1释放...");
synchronized (lock1) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->拿到锁1");
}
}
}
}
}
}
执行结果：
可以看到程序一直处于阻塞状态。
4.过程分析
其实上面的代码示例发生死锁的过程就是第一小节中 两个线程发生死锁 的情况，这里我们把图拿过来，方便分析。
本文使用 IDEA 进行调试，将断点打在 33 行，run方法的第一行，选择 Thread 模式。推荐：Java进阶视频资源
注意：调试过程，因为有人为的等待时间，所以并不会发生死锁，这里只是演示线程执行的顺序和状态。
第一步，线程1进入，flag = true，进入第一个 synchronized 同步块，拿到 lock1(锁1)
第二步，直接点击 Resume Program（F9），进入线程2，此时 flag = false，进入第二个 synchronized 同步块
当然如果 Thread.sleep 的时间够长，或者操作速度够快的话，也能发生死锁。
5.总结
本章我们讨论了什么是死锁，以及死锁的影响和危害，演示了一个必然死锁的例子，然后使用 IDEA 工具调试了两个线程发生死锁的步骤。
在 JVM 中如果发生死锁，可能会导致程序部分甚至全部无法继续向下执行的情况，所以死锁在 JVM 中所带来的危害和影响是比较大的，我们需要尽量避免。
最后如果在面试中碰到这一题，希望大家都能顺利通过。
6.参考
《Java 并发编程 78 讲》- 徐隆曦
感谢阅读，希望对你有所帮助 :)
来源：blog.csdn.net/xiewenfeng520/
article/details/107230996
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