死锁及其产生条件

死锁是指两个或多个线程（或进程）互相等待对方释放资源，导致所有相关线程都无法继续执行的情况。这是并发编程中的一个常见问题，可能会导致系统部分或完全停止响应。

死锁的产生条件

死锁的发生必须同时满足以下四个条件（也称为Coffman条件）：

1. 互斥条件（Mutual Exclusion）：

   • 至少有一个资源必须处于非共享模式，即一次只能被一个线程使用。

2. 占有并等待条件（Hold and Wait）：

   • 一个线程必须占有至少一个资源，并同时等待获取其他线程持有的额外资源。

3. 不可抢占条件（No Preemption）：

   • 资源只能由持有它们的线程主动释放，不能被其他线程强制剥夺。

4. 循环等待条件（Circular Wait）：

   • 必须存在一个封闭的线程链，其中每个线程都在等待链中下一个线程所持有的资源。

死锁示例

考虑以下场景：

public class DeadlockExample {
    private static Object resource1 = new Object();
    private static Object resource2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println("Thread 1: Holding resource 1...");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
                System.out.println("Thread 1: Waiting for resource 2...");
                synchronized (resource2) {
                    System.out.println("Thread 1: Holding resource 1 and resource 2...");
                }
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource2) {
                System.out.println("Thread 2: Holding resource 2...");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
                System.out.println("Thread 2: Waiting for resource 1...");
                synchronized (resource1) {
                    System.out.println("Thread 2: Holding resource 2 and resource 1...");
                }
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

在这个例子中：

• 线程1先获取资源1，然后尝试获取资源2。
• 线程2先获取资源2，然后尝试获取资源1。
• 如果两个线程的执行时间恰好重叠，就会导致死锁。

预防死锁

预防死锁的方法主要包括：

1. 破坏互斥条件：使用可以同时被多个线程访问的资源。
2. 破坏占有并等待条件：一次性申请所有需要的资源。
3. 破坏不可抢占条件：允许资源被强制剥夺。
4. 破坏循环等待条件：按照固定的顺序申请资源。

在实际编程中，常用的方法包括使用超时机制、使用tryLock()方法、按照固定顺序获取锁等。理解死锁的产生条件和预防方法对于开发健壮的并发程序至关重要。