死锁

一、什么是死锁

所谓死锁，是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。 因此我们举个例子来描述，如果此时有一个线程A，按照先锁a再获得锁b的的顺序获得锁，而在此同时又有另外一个线程B，按照先锁b再锁a的顺序获得锁。如下图所示

 

二、死锁的4个必要条件

如果在一个系统中以下四个条件同时成立，那么就能引起死锁：

1. 互斥：至少有一个资源必须处于非共享模式，即一次只有一个进程可使用。如果另一进程申请该资源，那么申请进程应等到该资源释放为止。
2. 占有并等待：—个进程应占有至少一个资源，并等待另一个资源，而该资源为其他进程所占有。
3. 非抢占：资源不能被抢占，即资源只能被进程在完成任务后自愿释放。
4. 循环等待：有一组等待进程 {P₀，P₁，…，P_n}，P₀ 等待的资源为 P₁ 占有，P₁ 等待的资源为 P₂ 占有，……，P_n-1 等待的资源为 P_n 占有，P_n 等待的资源为 P₀ 占有。

我们强调所有四个条件必须同时成立才会出现死锁。循环等待条件意味着占有并等待条件，这样四个条件并不完全独立。

三、死锁怎么解决

1、以确定的顺序获得锁

缺陷：不能提前预知所有获取锁的场景

2、超时放弃

3、抢占资源。从一个或多个进程中抢占足够数量的资源，分配给死锁进程，以解除死锁状态。

4、终止（撤销）进程：将一个或多个思索进程终止（撤销），直至打破循环环路，使系统从死锁状态解脱。

5、死锁检测

死锁检测是一个更好的死锁预防机制，它主要是针对那些不可能实现按序加锁并且锁超时也不可行的场景。

每当一个线程获得了锁，会在线程和锁相关的数据结构中（map、graph等等）将其记下。除此之外，每当有线程请求锁，也需要记录在这个数据结构中。

当一个线程请求锁失败时，这个线程可以遍历锁的关系图看看是否有死锁发生。例如，线程A请求锁7，但是锁7这个时候被线程B持有，这时线程A就可以检查一下线程B是否已经请求了线程A当前所持有的锁。如果线程B确实有这样的请求，那么就是发生了死锁（线程A拥有锁1，请求锁7；线程B拥有锁7，请求锁1）。

当然，死锁一般要比两个线程互相持有对方的锁这种情况要复杂的多。线程A等待线程B，线程B等待线程C，线程C等待线程D，线程D又在等待线程A。线程A为了检测死锁，它需要递进地检测所有被B请求的锁。从线程B所请求的锁开始，线程A找到了线程C，然后又找到了线程D，发现线程D请求的锁被线程A自己持有着。这是它就知道发生了死锁。

那么当检测出死锁时，这些线程该做些什么呢？

一个可行的做法是释放所有锁，回退，并且等待一段随机的时间后重试。这个和简单的加锁超时类似，不一样的是只有死锁已经发生了才回退，而不会是因为加锁的请求超时了。虽然有回退和等待，但是如果有大量的线程竞争同一批锁，它们还是会重复地死锁（编者注：原因同超时类似，不能从根本上减轻竞争）。

一个更好的方案是给这些线程设置优先级，让一个（或几个）线程回退，剩下的线程就像没发生死锁一样继续保持着它们需要的锁。如果赋予这些线程的优先级是固定不变的，同一批线程总是会拥有更高的优先级。为避免这个问题，可以在死锁发生的时候设置随机的优先级。

参考：https://blog.csdn.net/hd12370/article/details/82814348，https://blog.csdn.net/momorobber/article/details/82284747