Java多线程 死锁和避免策略

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死锁和避免策略

1. 什么是死锁?

死锁是指两个或更多的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种相互等待的现象,若无外力作用,它们都将无法继续执行下去。

例如,线程A锁住了资源1并尝试获取资源2,而线程B锁住了资源2并尝试获取资源1。这种情况下,两个线程都在等待对方释放资源,从而导致死锁。

2. 死锁的四个必要条件:

  1. 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
  2. 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
  3. 不剥夺条件:进程已获得的资源,在未使用完之前,不能被其他进程强行剥夺。
  4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

要发生死锁,这四个条件必须同时满足。

3. 如何检测和避免死锁?

检测死锁

  • 资源分配图:通过构建资源分配图来寻找循环依赖。如果图中存在环,那么死锁就可能发生。
  • 检查点机制:定期检查资源的状态和进程的请求。

避免死锁的常用策略

  1. 打破互斥条件:尽量减少需求对资源的独占。
  2. 打破请求与保持条件:让进程在请求资源前释放已占有的资源。
  3. 打破不剥夺条件:允许进程在占有某些资源但还需要其他资源时,释放其已占有的资源。
  4. 打破循环等待条件:对所有资源进行排序,并要求进程按顺序请求资源。

预防死锁

  • 通过使用资源分配策略,如银行家算法,来决定何时安全地分配资源。
  • 避免固定的资源分配顺序。例如,总是按相同的顺序获取锁。
  • 使用超时:设置等待资源的时间上限,超时后进程放弃等待或重试。

理解这些概念并在设计和编写并发代码时考虑这些策略,可以帮助预防和解决死锁问题。

最后更新 2023-09-23
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