1、何为死锁
简单说来,死锁就是系统中的线程因相互等侍彼此占有的资源而暂停执行,造成系统假死的现象。
2、死锁是如何发生的
假设系统有两个互斥资源A和B,系统中的两个线程1和2都要获得A和B之后才能正常工作, 但是线程1先取资源A再取资源B,线程2先取资源B再取资源A。这样就有可能发生这样的情况:线程1先申请了资源A,再准备申请资源B的时候,由于处理器调度,线程2开始执行;线程2申请了资源B,在准备取资源A的时候发现资源A已经被别的线程(1)占用了,这样线程2暂停执行;当线程1接着执行时,发现资源B已经被别的线程(2)占用了。就这样,线程1和2相互等待彼此占有的资源而一直停止下去,造成了系统假死的现象。
3、一个死锁的例子
下面这个例子简单了模拟了上面的死锁现象:
public class Resource { private boolean isTaken = false; public synchronized void take() throws InterruptedException { while (isTaken) wait(); isTaken = true; } public synchronized void drop() { isTaken = false; notifyAll(); } public static void main(String[] args) throws IOException { Resource A = new Resource(); Resource B = new Resource(); ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); exec.execute(new MyThread(A, B)); exec.execute(new MyThread(B, A)); System.in.read(); exec.shutdownNow(); } } class MyThread implements Runnable { private static int counter = 0; private final int id = counter++; private Resource first, second; public MyThread(Resource first, Resource second) { this.first = first; this.second = second; } @Override public void run() { try { while (!Thread.interrupted()) { first.take(); Thread.yield(); second.take(); System.out.println("Thread " + id + " working..."); TimeUnit.SECONDS.sleep(1); first.drop(); second.drop(); Thread.yield(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
4、死锁发生的必要条件
死锁的发生需要满足四个必要条件:
- 互斥条件:指进程对所分配到的资源进行排它性使用,即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源,则请求者只能等待,直至占有资源的进程用毕释放。
- 请求和保持条件:指进程已经保持至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其它进程占有,此时请求进程阻塞,但又对自己已获得的其它资源保持不放。
- 不剥夺条件:指进程已获得的资源,在未使用完之前,不能被剥夺,只能在使用完时由自己释放。
- 循环等待条件:指在发生死锁时,必然存在一个进程——资源的环形链,即进程集合{P0,P1,P2,···,Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源;P1正在等待P2占用的资源,……,Pn正在等待已被P0占用的资源。
5、解决死锁
死锁只有在四个必要条件都满足的情况下才可能发生,因此,只需要破坏其中一个就可以防止死锁的发生了。
上面的例子中,最容易破坏的就是第四个循环等待条件了,只要让线程2也像线程1那样,先申请资源A,再申请资源B就破坏了第四个条件,也就可以防止死锁的产生了。为止,只需要简单修改上例的main()方法即可:
public static void main(String[] args) throws IOException { Resource A = new Resource(); Resource B = new Resource(); ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); exec.execute(new MyThread(A, B)); exec.execute(new MyThread(A, B)); System.in.read(); exec.shutdownNow(); }