【Java面试】以故事的形式教你理解死锁，如何避免死锁

什么是死锁

先通过一段产生死锁的代码来理解死锁是怎么产生的。

/**
 * 线程死锁
 *
 */
public class ThreadDeadkockStudy {

    // 钱
    static Object money = new Object();
    // 货
    static Object goods = new Object();

    public static void main(String[] args) {

        // 卖家
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
            	// 卖家拿着货
                synchronized (goods) {
                    System.out.println("卖家：先钱！");
                    try {
                    	// 我看你怎么说
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace(); 
                    }
                    // 除非你先给钱
                    synchronized (money) {
                        System.out.println("卖家：合作愉快");
                    }
                }
            }
        }).start();

        // 买家
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
            	// 买家拿着钱
                synchronized (money) {
                    System.out.println("买家：不行，我先验验货！");
                    try {
                    	// 我也看你怎么说
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // 除非你先给我验验货
                    synchronized (goods) {
                        System.out.println("买家：合作愉快");
                    }
                }
            }
        }).start();
    }

}

最后输出的结果是这样的，我们发现一直卡在这里，没有继续往下执行了。

卖家：先钱！
买家：不行，我先验验货！

再用比较通俗的语言去解释这个现象。
黑社会和商人一起到达了约定的交易地点。
商人：“先钱！”
黑社会：“不行，我先验验货！”
商人看不到黑社会的钱，不愿意把手里的货交出去；黑社会怕商人给的假货，也不把钱拿出来，就这样僵住了。

两个不同的线程，分别拥有各自的资源，并且都想拥有对方持有的资源，但是谁也不愿意先妥协，最后陷入了僵局，也就是我们所说的死锁。

死锁触发条件

我们继续看下面的几组代码，看看为什么他们为什么代码类似，但是没有产生死锁呢。

卖家强买强卖

// 卖家强买强卖
public static void sellerFast() {
    // 卖家
    new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            synchronized (goods) {
                System.out.println("卖家：先钱！");
                synchronized (money) {
                    System.out.println("卖家：合作愉快");
                }
            }
        }
    }).start();

    // 买家
    new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            synchronized (money) {
            	System.out.println("买家：不行，我先验验货！");
                synchronized (goods) {
                    System.out.println("买家：合作愉快");
                }
            }
        }
    }).start();
}

再看看输出的结果，由于卖家没有等待买家的回应，就把买家兜里的钱给拿走了，并且把货也硬塞到了自己的兜里，只能吃哑巴亏了。

卖家：先钱！
卖家：合作愉快
买家：不行，我先验验货！
买家：合作愉快

这个产生的原因是，我们线程初始化和启动是需要一点时间的，而第一个线程已经执行完了，第二个线程才刚刚执行到那里的时候，这个锁已经被释放了。

如果两个线程执行的先后顺序对调的情况，我们就可以理解成是：买家看卖家不在店里，但是看到了自己想买的东西，没等卖家回来就把钱放在了柜台上，并且留下了个字条：我看你不在，我把货拿走了，钱我放在柜台了！
最后他们成功的完成了这笔交易。

1. 互斥条件：进程对于所分配到的资源具有排它性，即一个资源只能被一个进程占用，直到被该进程释放 。
2. 请求和保持条件：一个进程因请求被占用资源而发生阻塞时，对已获得的资源保持不放。
3. 不剥夺条件：任何一个资源在没被该进程释放之前，任何其他进程都无法对他剥夺占用。
4. 循环等待条件：当发生死锁时，所等待的进程必定会形成一个环路（类似于死循环），造成永久阻塞。

我们这里没有满足第二条，因为当我们想要取用该资源的时候，资源已经被提早释放了，所以就没有造成死锁。

如何避免死锁

在生活中，一般造成死锁都是由于沟通问题导致的，比如跨行转账也可能出现死锁的情况，但是这完全是可以被避免的。

如果没有中间机构，我们也可以通过自行妥协的方式，规定一个比较合理的顺序，来避免死锁的诞生。

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，死锁就很容易发生。如果能确保所有的线程都是按照相同的顺序获得锁，那么死锁就不会发生。当然这种方式需要你事先知道所有可能会用到的锁，然而总有些时候是无法预知的。
加锁时限： 加上一个超时时间，若一个线程没有在给定的时限内成功获得所有需要的锁，则会进行回退并释放所有已经获得的锁，然后等待一段随机的时间再重试。但是如果有非常多的线程同一时间去竞争同一批资源，就算有超时和回退机制，还是可能会导致这些线程重复地尝试但却始终得不到锁。
死锁检测： 死锁检测即每当一个线程获得了锁，会在线程和锁相关的数据结构中（map、graph等等）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。死锁检测是一个更好的死锁预防机制，它主要是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。

参考资料

什么是线程死锁?如何避免死锁?

线程死锁

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