什么是死锁？死锁如何解决？

1、死锁是什么？

死锁是指两个或多个事务在同一资源上相互占用，并请求锁定对方的资源，从而导致恶性循环的现象。

当多个进程因竞争资源而造成的一种僵局（互相等待），若无外力作用，这些进程都将无法向前推进，这种情况就是死锁。

很显然，如果没有外力的作用，那么死锁涉及到的各个进程都将永远处于封锁状态。

2、死锁产生的四个必要条件

（1）互斥条件：进程要求对所分配的资源（如打印机）进行排他性控制，即在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。此时若有其他进程请求该资源，则请求进程只能等待。

（2）不剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，即只能由获得该资源的进程自己来释放（只能是主动释放)。

（3）请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但对自己已获得的资源保持不放。

（4）循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，链中每一个进程已获得的资源同时被链中下一个进程所请求。

3、死锁的产生原因

（1）竞争资源引起进程死锁

        当系统中供多个进程共享的资源如打印机、公用队列等等，其数目不足以满足诸进程的需要时，会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁。

（2）可剥夺资源和不可剥夺资源

        可剥夺资源，是指某进程在获得这类资源后，该资源可以再被其他进程或系统剥夺。例如，优先权高的进程可以剥夺优先权低的进程的处理机。又如，内存区可由存储器管理程序，把一个进程从一个存储区移到另一个存储区，此即剥夺了该进程原来占有的存储区，甚至可将一进程从内存调到外存上，可见，CPU和主存均属于可剥夺性资源。

        不可剥夺资源，当系统把这类资源分配给某进程后，再不能强行收回，只能在进程用完后自行释放，如磁带机、打印机等。

（3）竞争不可剥夺资源

        在系统中所配置的不可剥夺资源，由于它们的数量不能满足诸进程运行的需要，会使进程在运行过程中，因争夺这些资源而陷于僵局。

        例如，系统中只有一台打印机R1和一台磁带机R2，可供进程P1和P2共享。假定PI已占用了打印机R1，P2已占用了磁带机R2，若P2继续要求打印机R1，P2将阻塞；P1若又要求磁带机，P1也将阻塞。

        于是，在P1和P2之间就形成了僵局，两个进程都在等待对方释放自己所需要的资源，但是它们又都因不能继续获得自己所需要的资源而不能继续推进，从而也不能释放自己所占有的资源，以致进入死锁状态。

（4）竞争临时资源

        上面所说的打印机资源属于可顺序重复使用型资源，称为永久资源。还有一种所谓的临时资源，这是指由一个进程产生，被另一个进程使用，短时间后便无用的资源，故也称为消耗性资源，如硬件中断、信号、消息、缓冲区内的消息等，它也可能引起死锁。

        例如，SI，S2，S3是临时性资源，进程P1产生消息S1，又要求从P3接收消息S3；进程P3产生消息S3，又要求从进程P2处接收消息S2；进程P2产生消息S2，又要求从P1处接收产生的消息S1。

        如果消息通信按如下顺序进行：

P1: ···Relese（S1）；Request（S3）； ···

P2: ···Relese（S2）；Request（S1）； ···

P3: ···Relese（S3）；Request（S2）； ···

        并不可能发生死锁。但若改成下述的运行顺序：

P1: ···Request（S3）；Relese（S1）；···

P2: ···Request（S1）；Relese（S2）； ···

P3: ···Request（S2）；Relese（S3）； ···

        则可能发生死锁。

4、常用解决死锁的方法

（1）如果不同程序会并发存取多个表，尽量约定以相同的顺序访问表，可以大大降低死锁机会。

（2）在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁产生概率。

（3）对于非常容易产生死锁的业务部分，可以尝试使用升级锁定颗粒度，通过表级锁定来减少死锁产生的概率。

（4）如果业务处理不好，可以用分布式事务锁或者使用乐观锁。

5、如何确保 N 个线程可以访问 N 个资源，同时又不导致死锁？

使用多线程的时候，一种非常简单的避免死锁的方式就是：指定获取锁的顺序，并强制线程按照指定的顺序获取锁。

因此，如果所有的线程都是以同样的顺序加锁和释放锁，就不会出现死锁了。

6、编写一个将导致死锁的Java程序？

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DeadLockTest {

    public static void main(String[] args) {

        String itemA = "itemA";
        String itemB = "itemB";

        // 死锁
        new Thread(new MyThread(itemA,itemB),"Thread01").start(); // 持有 A 资源，想拿 B 资源
        new Thread(new MyThread(itemB,itemA),"Thread02").start(); // 持有 B 资源，想拿 A 资源
    }
}

class MyThread implements Runnable {

    private String itemA;
    private String itemB;

    public MyThread(String itemA, String itemB) {
        this.itemA = itemA;
        this.itemB = itemB;
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (itemA) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " item: " + itemA + " => get " + itemB);

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            synchronized (itemB) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " item: " + itemB + " => get " + itemA);
            }
        }
    }
}

示意图