线程同步中的死锁

死锁产生的原因以及举例，如何解决

• 何为死锁： 多进程或多线程中，因争夺资源而造成一种互相等待的现象，若无外部处理作用，她们将无限等待下去

• 死锁产生的原因：

  1. 系统资源不足
  2. 进程或线程推进的顺序不恰当
  3. 资源分配不当

• 死锁形成条件

  1. 互斥条件：进程在某一时间内独占资源
  2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞，对获得资源保持不放
  3. 不剥夺条件：进程未使用完资源，不得强制剥夺
  4. 循环等待条件：各种进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

• 常见死锁举例

  1. 单线程忘记释放锁，下次请求时就会一直等待
     解决：确保对应的释放锁

void data_process()
{
lock();
if(/error happen/)
{
return;
}
unlock();
}
```

2. 单线程重复申请锁
   解决：

void sub_fun()
{
  lock();
  doingsometh();
  unclog();
}
void data_process()
{
  lock()
  sub_fun();
  unlock();
}

3. 多线程多锁申请

void thread_process1()
{
  lock(a);
  lock(b);
  dosometh();
  unlock(b);
  unlock(a);
}

void thread_process2()
{
  lock(b);
  lock(a);
  dosometh();
  unlock(a);
  unlock(b);
}

线程获取a资源后，CPU切换到线程2去获取b资源，并且线程2等待获取a资源，这个时候线程1去获取b资源， 由于线程1获取了a资源还没释放，线程2等待， 线程2获取了b资源也没释放，导致线程1的等待，造成两个线程相互等待，引起死锁

4. 环形死锁
   多个线程申请锁的顺序形成相互依赖的环形
   A-B-C-D-A;

• 针对3，4两个实例如何解决呢？
  1. 注意加锁顺序
     当多个线程需要相同的一些锁，但是按照不同的顺序加锁，死锁就很容易产生，如实例3.
     弊端如果能确保线程都是按照相同的顺序获得锁，那么死锁就不会发生了

2. 加锁时限
   以上1方法的前提是实现知道可能会用到的锁，但实际有时候是无法预知的
   尝试获取锁的时候设一个超时时间，如果超过时间，就释放自己所获得的锁（这个时候有可能死锁的存在，所以释放自己获得的锁）过一段时间重试
   弊端 如果获取资源的线程执行时间较长会导致资源不释放，那么另外的线程获取资源时超时的几率就很大 导致重试。另外有很多线程都依赖相同锁时，就算有超时和回退，还是会导致这些线程重复的尝试但却始终得不到锁。

3. 死锁检测
   死锁检测是一个更好的死锁预防机制，它主要针对那些不可能实现按序加锁并且锁超时也不可行的场景。

每当一个线程获取了锁，会在线程和锁相关的数据结构中将其记下。除此之外，每当有线程请求锁，也需要记录在这个数据结构中。

当一个线程请求锁失败时，这个线程可以遍历锁关系图是否有死锁发生。这个检测算法就比较复杂了。

如果检测到确有死锁，那么释放所有锁，回退，并且等待一段随机的时间重试。类似超时机制，不过这中case是在死锁确实发生时执行，而不是因为加锁请求超时。