什么情况会导致java程序死锁

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mob64ca12ec3a08 2024-07-25 08:58:42 ©著作权

文章标签 死锁 Java System 文章分类 Java 后端开发

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Java程序死锁原因解析

在软件开发过程中，死锁是一种常见的问题，它会导致程序停止响应。Java程序也不例外。死锁通常发生在多个线程竞争有限资源时。本文将通过代码示例和图表，详细解析Java程序死锁的原因。

死锁的定义

死锁是指两个或多个线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种相互等待的现象。当线程A等待线程B释放资源，而线程B又在等待线程A释放资源时，就形成了死锁。

死锁的四个必要条件

互斥条件：每个资源要么被一个线程占用，要么就空闲。
占有和等待条件：至少有一个线程至少占有一个资源，并且等待获取其他线程占有的资源。
不可抢占条件：线程不能强行获取其他线程占有的资源，只能等待资源被释放。
循环等待条件：存在一个线程集合，使得该集合中每个线程都在等待下一个线程所占有的资源。

死锁示例

以下是一个简单的Java程序示例，演示了死锁的产生：

public class DeadlockExample {
    private static final Object lock1 = new Object();
    private static final Object lock2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            synchronized (lock1) {
                System.out.println("Thread 1: Hold lock1");
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lock2) {
                    System.out.println("Thread 1: Hold lock2");
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (lock2) {
                System.out.println("Thread 2: Hold lock2");
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lock1) {
                    System.out.println("Thread 2: Hold lock1");
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

在这个示例中，线程t1和t2分别尝试获取lock1和lock2。由于它们获取锁的顺序不同，导致它们相互等待对方释放锁，从而形成死锁。

死锁的解决策略

避免循环等待：确保线程获取资源的顺序一致。
资源有序分配：为资源分配一个全局唯一的顺序，线程必须按照这个顺序获取资源。
超时机制：尝试获取资源时，可以设置一个超时时间，超过时间仍未获取到资源则释放已有资源并重试。
检测死锁：在系统层面检测死锁的存在，并采取相应措施。

甘特图

以下是死锁示例中线程获取锁的甘特图：

gantt
    title 死锁示例甘特图
    dateFormat  YYYY-MM-DD
    section 线程1
    获取lock1 :done, des1, 2023-01-20,2023-01-21
    等待lock2 :active, des2, 2023-01-21, 3d
    section 线程2
    获取lock2 :done, des3, 2023-01-20,2023-01-21
    等待lock1 :active, des4, 2023-01-21, 3d

关系图

以下是死锁示例中线程和锁的关系图：

erDiagram
    THREAD ||--o{ LOCK : "请求"
    THREAD {
        int id
        string name
    }
    LOCK {
        int lockId
        string lockName
    }