【javaEE初阶】第三节.多线程 (进阶篇 ) 死锁

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文章目录

• 前言
• 一、"死锁"出现的典型场景
• 二、产生 "死锁" 的必要条件

• 三、解决 "死锁" 问题的办法

• 总结

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前言

今天对于多线程进阶的学习，今天我们今天来介绍有关死锁的内容；熟练的掌握死的出现场景；产生死锁的必要条件；解决死锁的方法等等；

死锁，是多线程中的一个比较典型的问题，是多线程代码中的常见 bug 

通俗的说，就是 在尝试加锁的时候，发现上次锁没有及时的释放（由于某些原因，或是是一些代码的 bug ），导致加锁没有加上 

于是，就会出现了 "死锁" 问题 ；

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一、"死锁"出现的典型场景

（一）一个线程一把锁（可重入锁），若是不可重复锁，凉！

一个线程一把锁，这个就是之前所介绍的 可重入锁 ；

线程A 针对锁1 连续加锁两次，就构成了死锁 !！！

第一次加锁 加锁成功，第二次加锁 就需要第一次的锁释放，于是就阻塞等待；

但是，第一次加锁释放，就得依赖第二次加锁成功；

于是，"死锁" 就出现了！！！

（二）两个线程两把锁，相互获取对方锁，凉！

此时，不管是不是可重入锁，都会造成 "死锁" 问题 ！！！

举例说明：

假设 甲同学 和 乙同学 居住在一起了 ；

甲同学 吃饺子喜欢蘸酱油，乙同学 吃饺子喜欢蘸醋，由于在一起了，生活习性都受到了彼此的影响，两位同学吃饺子的时候 喜欢都蘸上一点了 ；

有一天，吃饺子的时候，甲同学拿起了酱油，乙同学拿起了醋 ；

甲同学说："你把醋给我，我用完了都给你"；乙同学说："你把酱油给我，我用完了就把醋给你" ；

此时，两者相持不下，这就造成了 "死锁" 问题 ；

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此时，甲同学 和 乙同学 就可以看成是两个线程，酱油和醋 就可以看成是两把锁 ~

线程1 获取到锁A，线程2 获取到锁B；

线程1 尝试获取锁B（需要线程2 释放锁B） ，线程2 尝试获取到锁A（需要线程1 释放锁A）；

在这种情况下，逻辑上就构成了循环，就构成了 "死锁" ；

（三）多个线程多个锁，"哲学家就餐问题"，凉！！

此时，这种情况和 第二种情况 类似，只是更复杂一点而已 ~

在多个线程多把锁的情况下，"死锁"问题 就是一个概率性的问题，但是也绝对不能忽视 ！！！

在谈到 "多个线程多把锁" 的时候，就会引出一个很经典的问题 —— "哲学家就餐问题" ！

故事背景：

有 5 个哲学家，相当于有 5 个线程，他们只会做两件事情：

思考人生（相当于是 线程休眠）
吃面条（相当于是 在CPU上运行）
由于多线程的调度是无序的，所以说 这几个哲学家 什么时候去思考人生，什么时候去吃面条，我们是不确定的 ；

同时，正常情况下，应该会有 5 双筷子；

但是，此时 在餐桌上 一共只有 5 根筷子，并且 这5 根筷子 分别在 两两哲学家 之间 ；

并且，他们之间都不相互嫌弃，吃面条的时候要拿起 左右手两双筷子（这就导致相邻的哲学家需要等待） 

此处的筷子就视为 两把"锁"，只有这两把锁都获取到了，才可以吃面条 ；

出现 "死锁" 问题的情况：

假设 在同一时刻，所有的哲学家都想吃面条 

他们同时伸出左手，拿起左边的筷子；然后又同时伸出右手，尝试去拿右边的筷子；此时，右手的筷子都拿不起来，因此都无法吃面 ；

由于哲学家都非常固执，导致即使吃不到面条 也不会放下左手的筷子，这样的情况就会一直持续下去 ；

于是，这就构成了死锁 ；

 

二、产生 "死锁" 的必要条件 

鉴于 "死锁"问题，程序员大佬们 总结了 4 个 "死锁"产生的必要条件：

1.互斥使用（线程1 拿到锁A，其他线程就无法获取到 A）
2.不可抢占（线程1 拿到锁A，其他线程只能阻塞等待，等到线程1 主动释放锁，而不是强行把锁抢走）
3.请求和保持（当线程1 拿到锁A 之后，就会一直持有这个获取到锁的状态，直到说主动释放锁） 
4.循环等待（线程1 等待线程2，线程2 又尝试等待线程1）

 三、解决 "死锁" 问题的办法

根据 产生 "死锁" 的必要条件，我们可以知道，前三个必要条件 都是在描述锁的基本特点，在实际情况下 我们并不好直接去破坏 

但是，第四个必要条件 却是和代码编写密切相关 ；

如果我们能够在编码上做出一些注意和约定，就可以打破 "循环等待"，避免死锁 ！！！

打破 "循环等待" 的办法：
针对多把锁，进行编号：1、2、3、4、......

并且约定在获取多把锁的时候，要明确获取锁的顺序是 从小到大（或者 从大到小） 的顺序 ~

如（此处以从小到大为例）：

线程要拿到 1、2 这两把锁，就先获取 1，再获取 2；

线程要拿到 2、4 这两把锁，就先获取 2，再获取 4 ~

只要所有的线程都遵循这个顺序，就不会出现 "循环等待"，就不会出现死锁 ！！！ 

我们可以把这个解决办法 带入到上面的 "哲学家就餐问题" 看看 ；

约定：获取所得顺序是：从小到大 ；

之后，最左边的哲学家 就可以得到两把锁了，于是就可以吃到面条了 ；

等到 吃完面条之后，会释放 4、5两把筷子；然后 最上面的哲学家 也可以吃到面条了，......，就这样的话，顺时针旋转，依次 5 位哲学家都可以吃上面条了 ；

谁最先吃到面条，谁最后吃到面条，一眼就可以看明白了 

于是，"循环等待"就被打破了，死锁问题就被解决了 ；

这种解决 "死锁"问题 的方法非常可靠，也非常的重要！！！

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总结

提示：这里对文章进行总结：
例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。