【操作系统】死锁、活锁、自旋锁

死锁 ：指两个或多个进程因互相持有对方所需的资源而处于等待状态，从而导致程序停止运行的现象。简单来说，在一个系统中，如果进程之间形成了一个循环依赖关系，那么就会发生死锁。
四个必要条件
互斥： 同一时刻只能有一个进程占用资源，如果其他进程想要访问该资源必须等待

占有等待：进程已经持有了至少一个资源，并且正在等待其他资源。这意味着当一个进程被阻塞时，它仍然在持有至少一个资源

不可抢占：资源不能被强制性地释放，只能由占用它的进程主动释放

循环等待：存在一个等待循环队列，其中每个进程都在等待下一个进程所持有的资源

活锁：指线程无法取得需要的资源而一直重试的现象。与死锁不同，活锁中的线程不会被阻塞，它们会一直尝试获取资源，但是却一直失败，最终导致程序无法正常执行。
举个生活中的小例子，两个人相向过马路，如果两人同时向一边谦让，那么两个人都过不去，紧接着两人同时又移到另一边，此时两个人依然过不去。 如果不受其他因素干扰，两个人一直在同步移动，那么最终的结果就是两个人都没有前进，产生了活锁 (这个词很形象，两个人都被对象活活地锁住了)

死锁：多个进程拿住资源不放手。
活锁：多个进程同时松开资源，又同时请求资源，依然造成阻塞。就像两个人相对着走，同时向同一边跨一步让行，结果还是对着。

处理方法

1. 引入随机性

在代码中引入一定的随机性可以避免发生活锁，例如在重试的过程中，引入随机的休眠时间来中断死循环，让线程有机会释放资源并且重新获取资源。

2. 引入系统时间戳

通过比较系统时间戳来决定线程是否需要继续等待，因为多个线程获取到的时间戳 (系统时钟)不可能完全一致，可以在时间戳的基础上进行优先级排序，最后通过排序后的线程顺序进行调度。

自旋锁：是一种互斥锁的实现方式，当线程尝试获得一个锁时，如果发现这个锁已经被其他线程占用，它会不断地重复尝试获取锁，而不是放弃 CPU 的控制权。这个过程被称为自旋，它能够有效地减少线程切换的开销，提高锁的性能。 自旋锁同时避免了进程上下文的调度开销，因此对于短时间内的线程阻塞场景是有效的。