解释死锁的概念，并给出一个死锁发生的例子。

八股文_Java并发基础题 0 3

参考回答

死锁是指两个或多个线程在运行过程中，因竞争资源而相互等待，导致线程永远无法继续执行的状态。换句话说，死锁发生时，线程 A 等待线程 B 持有的资源，而线程 B 同时等待线程 A 持有的资源，造成循环等待。

死锁的四个必要条件（”不可缺少条件”）：

互斥条件：某些资源（如锁）在某一时刻只能由一个线程占用。
占有并等待：一个线程占有资源的同时，还在等待其他线程占有的资源。
不可抢占：资源不能被强制抢占，只能由线程自己释放。
循环等待：多个线程之间形成一个环状的资源等待关系。

详细讲解与拓展

死锁的例子

代码示例：

class Resource {
    private final String name;

    public Resource(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

public class DeadlockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Resource resourceA = new Resource("ResourceA");
        Resource resourceB = new Resource("ResourceB");

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            synchronized (resourceA) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " locked " + resourceA.getName());

                try {
                    Thread.sleep(100); // 模拟一些工作
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                synchronized (resourceB) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " locked " + resourceB.getName());
                }
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            synchronized (resourceB) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " locked " + resourceB.getName());

                try {
                    Thread.sleep(100); // 模拟一些工作
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                synchronized (resourceA) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " locked " + resourceA.getName());
                }
            }
        });

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

可能输出：

Thread-0 locked ResourceA
Thread-1 locked ResourceB

解释：

线程 1 持有 resourceA，试图获取 resourceB 的锁。
线程 2 持有 resourceB，试图获取 resourceA 的锁。
由于两个线程都在等待对方释放锁，形成了死锁，程序无法继续执行。

如何检测和避免死锁？

1. 避免死锁的策略

避免循环等待条件：为所有线程获取锁的顺序规定一个一致的顺序。按固定顺序获取资源可以有效避免死锁。
```
synchronized (resourceA) {
  synchronized (resourceB) {
      // 按固定顺序锁定资源
  }
}
```

尝试锁定超时机制：使用 tryLock() 方法，可以避免长时间等待锁。

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class DeadlockAvoidance {
  private static final Lock lock1 = new ReentrantLock();
  private static final Lock lock2 = new ReentrantLock();

  public static void main(String[] args) {
      Thread thread1 = new Thread(() -> {
          try {
              if (lock1.tryLock()) {
                  try {
                      Thread.sleep(100);
                      if (lock2.tryLock()) {
                          try {
                              System.out.println("Thread 1: Locked both resources");
                          } finally {
                              lock2.unlock();
                          }
                      }
                  } finally {
                      lock1.unlock();
                  }
              }
          } catch (InterruptedException e) {
              Thread.currentThread().interrupt();
          }
      });

      Thread thread2 = new Thread(() -> {
          try {
              if (lock2.tryLock()) {
                  try {
                      Thread.sleep(100);
                      if (lock1.tryLock()) {
                          try {
                              System.out.println("Thread 2: Locked both resources");
                          } finally {
                              lock1.unlock();
                          }
                      }
                  } finally {
                      lock2.unlock();
                  }
              }
          } catch (InterruptedException e) {
              Thread.currentThread().interrupt();
          }
      });

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

减少锁的粒度：尽可能减少锁定的资源和范围，降低锁冲突的概率。

2. 检测死锁

使用 jstack 工具来检测 Java 应用程序中是否存在死锁。

步骤：

获取运行 Java 程序的进程 ID（jps 命令）。
使用 jstack <PID> 分析线程堆栈信息。
检查是否有 Found one Java-level deadlock 的信息。

总结：死锁的四个必要条件

条件	描述
互斥条件	每个资源在同一时刻只能被一个线程占用。
占有并等待	一个线程已持有一个资源，但还在等待其他线程持有的资源。
不可抢占	资源不能被强制剥夺，只能由占有它的线程主动释放。
循环等待	线程间形成一个环状的等待资源链，每个线程都在等待下一个线程持有的资源。