Java多线程7：死锁

一、死锁

　　简单的说，死锁就是线程1已经持有锁A，要去获取锁B，线程2已经持有锁B，要去获取锁A，即两个线程都在等待获取对方持有的锁。

　　图示：

　　举例：简单示例说明一下死锁的产生

public class DeadLock {

    private Object right = new Object();
    private Object left = new Object();

    public void rightToLeft(){
        synchronized(right){
            try {
                Thread.sleep(2000);
                synchronized(left){
                    System.out.println("right to left");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void leftToRight(){
        synchronized(left){
            try {
                Thread.sleep(2000);
                synchronized(right){
                    System.out.println("left to right");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

　　定义两个线程分别调用上述对象的两个方法

public class Thread01 extends Thread{

    private DeadLock deadLock;

    public Thread01(DeadLock deadLock) {
        this.deadLock = deadLock;
    }

    @Override
    public void run() {
        deadLock.rightToLeft();
    }
}

public class Thread02 extends Thread{

    private DeadLock deadLock;

    public Thread02(DeadLock deadLock) {
        this.deadLock = deadLock;
    }

    @Override
    public void run() {
        deadLock.leftToRight();
    }
}

　　测试一下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        DeadLock deadLock = new DeadLock();
        Thread01 thread01 = new Thread01(deadLock);
        Thread02 thread02 = new Thread02(deadLock);

        thread01.start();
        thread02.start();

    }
}

　　结果：

　　分析一下产生死锁的原因。

　　thread01执行deadLock对象的rightToLeft方法，以deadLock对象中的right对象作为任意对象锁，先判断与right对象相关的monitor是否被别的线程所有，没有，thread01是与right对象关联的monitor的所有者，与此同时，thread02执行同一对象deadLock中的leftToRight方法，以deadLock对象中的left对象作为任意对象锁，先判断与left对象相关的monitor是否被别的线程所有，没有，thread02是与left对象关联的monitor的所有者。此时，thread01是right对象关联的monitor的所有者，thread02是left对象关联的monitor的所有者。

　　接着，thread01继续执行rightToLeft方法，获取left对象关联的monitor的所有权，但此时该monitor被thread02所有，所以thread01处于阻塞状态，等待thread02释放与left对象关联的monitor的所有权。与此同时，thread02继续执行leftToRight方法，获取right对象关联的monitor的所有权，但此时该monitor被thread01所有，所以thread02处于阻塞状态，等待thread01释放与right对象关联的monitor的所有权。

　　所以，thread01和thread02就会一直处于阻塞状态，从而导致死锁的产生。

　　演示一下如何定位死锁问题

　　1、jps获得当前Java虚拟机进程的pid

　　2、jstack打印堆栈。jstack打印内容的最后其实已经报告发现了一个死锁，但因为我们是分析死锁产生的原因，而不是直接得到这里有一个死锁的结论，所以别管它，就看前面的部分

　　先说明介绍一下每一部分的意思，以"Thread-1"为例：

　　（1）"Thread-1"表示线程名称

　　（2）"prio=5"表示线程优先级

　　（3）"tid=0x0000001de27800"表示线程Id

　　（4）nid=0x2e68

　　线程对应的本地线程Id，这个重点说明下。因为Java线程是依附于Java虚拟机中的本地线程来运行的，实际上是本地线程在执行Java线程代码，只有本地线程才是真正的线程实体。Java代码中创建一个thread，虚拟机在运行期就会创建一个对应的本地线程，而这个本地线程才是真正的线程实体。Linux环境下可以使用"top -H -p JVM进程Id"来查看JVM进程下的本地线程（也被称作LWP）信息，注意这个本地线程是用十进制表示的，nid是用16进制表示的，转换一下就好了，0x219c对应的本地线程Id应该是8604。

　　（5）"[0x000000001edaf000..0x000000001e22f000]"表示线程占用的内存地址

　　（6）"java.lang.Thread.State：BLOCKED"表示线程的状态：阻塞状态

　　解释完了每一部分的意思，看下Thread-1处于BLOCKED状态，Thread-0处于BLOCKED状态。对这两个线程分析一下：

　　（1）Thread-1获得了锁0x000000076c868c70，在等待锁0x000000076c868c60

　　（2）Thread-0获得了锁0x000000076c868c60，在等待锁0x000000076c868c70

　　由于两个线程都在等待获取对方持有的锁，所以就这么永久等待下去了。

二、避免死锁的方式

　　既然可能产生死锁，那么接下来，讲一下如何避免死锁。

　　1、让程序每次至多只能获得一个锁。当然，在多线程环境下，这种情况通常并不现实

　　2、设计时考虑清楚锁的顺序，尽量减少嵌在的加锁交互数量

　　3、既然死锁的产生是两个线程无限等待对方持有的锁，那么只要等待时间有个上限不就好了。当然synchronized不具备这个功能，但是我们可以使用Lock类中的tryLock方法去尝试获取锁，这个方法可以指定一个超时时限，在等待超过该时限之后变回返回一个失败信息。

参考资料：

Java多线程7：死锁

JAVA JPS 命令详解