面试官：手写一个必然死锁的例子？一顿操作猛如虎。。

r囧r小猫 2023-09-24 21:34 78阅读 0赞

# 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

## 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**

![1ca957f2682d99a5ab77f26990c99bd1.png][]

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。][Link 1]

[2.1.1 数据库中][Link 1]

[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。][Link 1]

[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。][Link 1]

[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。][Link 1]

[2.1.2 JVM 中][Link 1]

[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。][Link 1]

### 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。][Link 1]

[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。][Link 1]

> [关键词：危害大，发生几率不高][Link 1]

[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。][Link 1]

## 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：

![5c6e645c7b15ba6c2800c6c3aad5295a.png][]

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。

![1ca957f2682d99a5ab77f26990c99bd1.png][]

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。

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。

![f11586131b4c4a767ec48acd6c3b4b2b.png][]

第一步，线程1进入，flag = true，进入第一个 synchronized 同步块，拿到 lock1(锁1)

![012bbb2a31c1e2898a11fa0e7949d998.png][]

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

![5635b0e3570bb1685d69f966666aef6c.png][]

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。][Link 1]

[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。][Link 1]

最后如果在面试中碰到这一题，希望大家都能顺利通过。

[1ca957f2682d99a5ab77f26990c99bd1.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/1ca957f2682d99a5ab77f26990c99bd1.png
[Link 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MjMwMzg2Nw==&mid=2247498404&idx=2&sn=d501b955843386d69b41aef6684d5a1a&chksm=9f22ef30a8556626207b2710e8b57761d725ea054871cad589e945d5359623600c923e9378af&scene=21#wechat_redirect
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