１.死锁是什么？
死锁是指两个或两个以上的线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种相互等待的现象，若无外力干涉那它们都将无法推进下去，如果系统资源充足，线程的资源请求都能得到满足，死锁出现的可能性就很低，否则就会因争夺有限的资源而陷入死锁。
２.产生死锁的主要原因
- １．系统资源不足
- ２．进程运行推进的顺序不合适
- ３．资源分配不当
可归结为如下两点：
- a. 竞争资源
系统中的资源可以分为两类：
１．可剥夺资源，是指某进程在获得这类资源后，该资源可以再被其他进程或系统剥夺，CPU和主存均属于可剥夺性资源；
２．另一类资源是不可剥夺资源，当系统把这类资源分配给某进程后，再不能强行收回，只能在进程用完后自行释放，如磁带机、打印机等。
产生死锁中的竞争资源之一指的是竞争不可剥夺资源（例如：系统中只有一台打印机，可供进程P1使用，假定P1已占用了打印机，若P2继续要求打印机打印将阻塞）
产生死锁中的竞争资源另外一种资源指的是竞争临时资源（临时资源包括硬件中断、信号、消息、缓冲区内的消息等），通常消息通信顺序进行不当，则会产生死锁 - b. 进程间推进顺序非法
若P1保持了资源R1,P2保持了资源R2，系统处于不安全状态，因为这两个进程再向前推进，便可能发生死锁
例如，当P1运行到P1：Request（R2）时，将因R2已被P2占用而阻塞；当P2运行到P2：Request（R1）时，也将因R1已被P1占用而阻塞，于是发生进程死锁
３．死锁产生的４个必要条件
- １．互斥条件：进程要求对所分配的资源进行排它性控制，即在一段时间内某资源仅为一进程所占用。
- ２．请求和保持条件：当进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：进程已获得的资源在未使用完之前，不能剥夺，只能在使用完时由自己释放。
- ４．环路等待条件：在发生死锁时，必然存在一个进程--资源的环形链。
４.预防死锁
- １．资源一次性分配：一次性分配所有资源，这样就不会再有请求了：（破坏请求条件）。
- ２．只要有一个资源得不到分配，也不给这个进程分配其他的资源：（破坏请保持条件）。
- ３．可剥夺资源：即当某进程获得了部分资源，但得不到其它资源，则释放已占有的资源（破坏不可剥夺条件）。
- ４．资源有序分配法：系统给每类资源赋予一个编号，每一个进程按编号递增的顺序请求资源，释放则相反（破坏环路等待条件）。
１.以确定的顺序获得锁
如果必须获取多个锁，那么在设计的时候需要充分考虑不同线程之前获得锁的顺序。按照上面的例子，两个线程获得锁的时序图如下：
如果此时把获得锁的时序改成：
那么死锁就永远不会发生。 针对两个特定的锁，开发者可以尝试按照锁对象的hashCode值大小的顺序，分别获得两个锁，这样锁总是会以特定的顺序获得锁，那么死锁也不会发生。问题变得更加复杂一些，如果此时有多个线程，都在竞争不同的锁，简单按照锁对象的hashCode进行排序（单纯按照hashCode顺序排序会出现“环路等待”），可能就无法满足要求了，这个时候开发者可以使用银行家算法，所有的锁都按照特定的顺序获取，同样可以防止死锁的发生，该算法在这里就不再赘述了，有兴趣的可以自行了解一下。
２.超时放弃
当使用synchronized关键词提供的内置锁时，只要线程没有获得锁，那么就会永远等待下去，然而Lock接口提供了boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException方法，该方法可以按照固定时长等待锁，因此线程可以在获取锁超时以后，主动释放之前已经获得的所有的锁。通过这种方式，也可以很有效地避免死锁。 还是按照之前的例子，时序图如下：
５.避免死锁
- １．预防死锁的几种策略，会严重地损害系统性能。因此在避免死锁时，要施加较弱的限制，从而获得 较满意的系统性能。由于在避免死锁的策略中，允许进程动态地申请资源。因而，系统在进行资源分配之前预先计算资源分配的安全性。若此次分配不会导致系统进入不安全的状态，则将资源分配给进程；否则，进程等待。其中最具有代表性的避免死锁算法是银行家算法。
- ２．银行家算法：首先需要定义状态和安全状态的概念。系统的状态是当前给进程分配的资源情况。因此，状态包含两个向量Resource（系统中每种资源的总量）和Available（未分配给进程的每种资源的总量）及两个矩阵Claim（表示进程对资源的需求）和Allocation（表示当前分配给进程的资源）。安全状态是指至少有一个资源分配序列不会导致死锁。当进程请求一组资源时，假设同意该请求，从而改变了系统的状态，然后确定其结果是否还处于安全状态。如果是，同意这个请求；如果不是，阻塞该进程知道同意该请求后系统状态仍然是安全的。
６．检测死锁
- １．首先为每个进程和每个资源指定一个唯一的号码；
- ２．然后建立资源分配表和进程等待表。
７．解除死锁
当发现有进程死锁后，便应立即把它从死锁状态中解脱出来，常采用的方法有：
- １．剥夺资源：从其它进程剥夺足够数量的资源给死锁进程，以解除死锁状态；
- ２．撤消进程：可以直接撤消死锁进程或撤消代价最小的进程，直至有足够的资源可用，死锁状态.消除为止；所谓代价是指优先级、运行代价、进程的重要性和价值等。
８．死锁案例
案例一：
class MyThread implements Runnable {
private String lockA;
private String lockB;
public MyThread(String lockA, String lockB) {
this.lockA = lockA;
this.lockB = lockB;
}
@Override
public void run() {
synchronized (lockA) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获得lockA 尝试获得lockB");
synchronized (lockB) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获得lockB 尝试获得lockA");
synchronized (lockA) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获得lockA");
}
}
}
}
}
public class DealLockDemo01 {
public static void main(String[] args) {
String lockA = "locka";
String lockB = "lockb";
new Thread(new MyThread(lockA, lockB), "ThreadAAA").start();
new Thread(new MyThread(lockB, lockA), "ThreadBBB").start();
}
}
案例二:
class A {
public synchronized void a1(B b) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获得a的锁");
b.b2();
}
public synchronized void a2() {
}
}
class B {
public synchronized void b1(A a) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获得b的锁");
a.a2();
}
public synchronized void b2() {
}
}
public class DealLockDemo02 {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
B b = new B();
new Thread(() -> {
a.a1(b);
}, "AAA").start();
new Thread(() -> {
b.b1(a);
}, "BBB").start();
}
}
９.死锁检测
