Java并發：如何避免死鎖

作者：不焦躁程序員 2024-04-02 11:22:01

開發前端

一般出現死鎖時，可能會導致CPU、內存等資源消耗過高，導致系統性能下降。也可能導致應用無響應或者假死等等，所以要從多角度進行死鎖的排查。

一般在Java項目里用到鎖的場景不多，有朋友調侃說用到鎖的次數還沒有面試被問到的次數多，哈哈！

1.死鎖如何產生

說句難聽話，鎖一般都很少用到，何況死鎖呢？想產生死鎖還是有點難的，需要滿足2個條件：

共享資源同時只能被一個線程使用，如果已經有一個線程占用了資源，其余線程只能等待，直到資源被釋放。

死鎖情況肯定存在多個資源被多個線程爭搶的情況。

比如線程1持有了資源A，然后去等待獲取資源B，線程2持有了資源B，然后等待獲取資源A，這樣就會形成死鎖。

2.如何避免死鎖

一般有2種方式避免死鎖：

線程一次性獲取需要的全部資源。
獲取鎖時，增加超時動作。如果在一定的時間內獲取不到鎖，則釋放已經獲取的鎖。

3.代碼實踐

/**
 * 避免死鎖，我覺得有2種方式：
 * 1、線程直接一把頭獲取所需要的全部鎖，不要分步
 * 2、線程獲取A之后，再去獲取B，超時仍未獲取到B，則釋放A
 */
public class AvoidDeadLock01 {

    private static Lock lock1 = new ReentrantLock();
    private static Lock lock2 = new ReentrantLock();

    public static void acquireLocks(Lock lock1, Lock lock2) {
        boolean isLock1Acquired = false;
        boolean isLock2Acquired = false;
        while (true) {
            try {
                isLock1Acquired = lock1.tryLock();
                isLock2Acquired = lock2.tryLock();
            } finally {
                if (isLock1Acquired && isLock2Acquired) {
                    return;
                }
                if (isLock1Acquired) {
                    lock1.unlock();
                }
                if (isLock2Acquired) {
                    lock2.unlock();
                }
            }

            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            acquireLocks(lock1, lock2);
            System.out.println("=====線程1 獲取到了2把鎖=====");
            lock1.unlock();
            lock2.unlock();
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            acquireLocks(lock1, lock2);
            System.out.println("=====線程2 獲取到了2把鎖=====");
            lock1.unlock();
            lock2.unlock();
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

}

public class AvoidDeadLock02 {

    private static Lock lock1 = new ReentrantLock();
    private static Lock lock2 = new ReentrantLock();

    public static void acquireLocks(Lock lock1, Lock lock2) {
        boolean isLock1Acquired = false;
        boolean isLock2Acquired = false;

        try {
            while (true) {
                isLock1Acquired = lock1.tryLock(200, TimeUnit.MILLISECONDS);
                if (isLock1Acquired) {
                    isLock2Acquired = lock2.tryLock(200, TimeUnit.MILLISECONDS);
                    if (isLock2Acquired) {
                        break;
                    } else {
                        lock1.unlock();
                    }
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        } finally {
            if (!isLock1Acquired || !isLock2Acquired) {
                if (isLock1Acquired) {
                    lock1.unlock();
                }
                if (isLock2Acquired) {
                    lock2.unlock();
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            acquireLocks(lock1, lock2);
            System.out.println("=====線程1 獲取到了2把鎖=====");
            lock1.unlock();
            lock2.unlock();
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            acquireLocks(lock1, lock2);
            System.out.println("=====線程2 獲取到了2把鎖=====");
            lock1.unlock();
            lock2.unlock();
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

}

4.出現死鎖如何排查

一般出現死鎖時，可能會導致CPU、內存等資源消耗過高，導致系統性能下降。也可能導致應用無響應或者假死等等，所以要從多角度進行死鎖的排查。

首先是用top、df、free等命令查看操作系統的基本情況。然后可以使用jmap、jstack等命令查看JVM線程棧和堆內存的情況。一般出現死鎖時，會在線程棧的信息里出現deadlock字樣。

還可以采用VisualVM、JConsole等工具進行排查。

責任編輯：趙寧寧來源：不焦躁程序員

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