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死锁是后端面试中的高频考点,相信参加过面试的朋友绝大部分应该都被问到过相关的问题。
这篇文章的内容比较简短,也很简单,主要就是对下面三个问题进行回答:
线程死锁描述的是这样一种情况:多个线程同时被阻塞,它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期地阻塞,因此程序不可能正常终止。
如下图所示,线程 A 持有资源 2,线程 B 持有资源 1,他们同时都想申请对方的资源,所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态。
线程死锁示意图下面通过一个例子来说明线程死锁,代码模拟了上图的死锁的情况 (代码来源于《并发编程之美》):
public class DeadLockDemo {
private static Object resource1 = new Object();//资源 1
private static Object resource2 = new Object();//资源 2
public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> {
synchronized (resource1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
synchronized (resource2) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
}
}
}, "线程 1").start();
new Thread(() -> {
synchronized (resource2) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource1");
synchronized (resource1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
}
}
}, "线程 2").start();
}
}
Output
Thread[线程 1,5,main]get resource1
Thread[线程 2,5,main]get resource2
Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 2,5,main]waiting get resource1
线程 A 通过 synchronized (resource1)
获得 resource1
的监视器锁,然后通过Thread.sleep(1000);
让线程 A 休眠 1s 为的是让线程 B 得到执行然后获取到 resource2 的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束了都开始企图请求获取对方的资源,然后这两个线程就会陷入互相等待的状态,这也就产生了死锁。
上面的例子符合产生死锁的四个必要条件:
jmap
、jstack
等命令查看 JVM 线程栈和堆内存的情况。如果有死锁,jstack
的输出中通常会有 Found one Java-level deadlock:
的字样,后面会跟着死锁相关的线程信息。另外,实际项目中还可以搭配使用top
、df
、free
等命令查看操作系统的基本情况,出现死锁可能会导致CPU、内存等资源消耗过高。这里以 JConsole 工具为例进行演示。
首先,我们要找到 JDK 的 bin 目录,找到 jconsole 并双击打开。
jconsole对于 MAC 用户来说,可以通过 /usr/libexec/java_home -V
查看 JDK 安装目录,找到后通过 open . + 文件夹地址
打开即可。例如,我本地的某个 JDK 的路径是:
open . /Users/guide/Library/Java/JavaVirtualMachines/corretto-1.8.0_252/Contents/Home
打开 jconsole 后,连接对应的程序,然后进入线程界面选择检测死锁即可!
jconsole 检测死锁jconsole 检测到死锁如何预防死锁? 破坏死锁的产生的必要条件即可:
如何避免死锁?
避免死锁就是在资源分配时,借助于算法(比如银行家算法)对资源分配进行计算评估,使其进入安全状态。
安全状态 指的是系统能够按照某种线程推进顺序(P1、P2、P3……Pn)来为每个线程分配所需资源,直到满足每个线程对资源的最大需求,使每个线程都可顺利完成。称
<P1、P2、P3.....Pn>
序列为安全序列。
我们对线程 2 的代码修改成下面这样就不会产生死锁了。
new Thread(() -> {
synchronized (resource1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
synchronized (resource2) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
}
}
}, "线程 2").start();
输出:
Thread[线程 1,5,main]get resource1
Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 1,5,main]get resource2
Thread[线程 2,5,main]get resource1
Thread[线程 2,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 2,5,main]get resource2
Process finished with exit code 0
我们分析一下上面的代码为什么避免了死锁的发生?
线程 1 首先获得到 resource1 的监视器锁,这时候线程 2 就获取不到了。然后线程 1 再去获取 resource2 的监视器锁,可以获取到。然后线程 1 释放了对 resource1、resource2 的监视器锁的占用,线程 2 获取到就可以执行了。这样就破坏了破坏循环等待条件,因此避免了死锁。
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