【java】死锁产生的原因，以及如何避免
1. 说明
- 1.死锁是一种常见的并发问题，它发生在两个或更多的线程无限期地等待一个资源或条件，而这些资源或条件又由彼此正在等待的线程持有。
2. 死锁发生的原因
- 1.竞争系统资源：多个线程同时竞争多个共享资源时，如果每个线程持有某个资源并同时等待另外一个资源，则可能导致死锁。
- 2.锁的嵌套：线程获取锁的顺序不一致，导致一个线程持有资源A在等待资源B，另一个线程持有资源B在等待资源A，就会发生死锁。
- 3.线程间相互等待：两个或多个线程相互等待对方释放资源，也会导致死锁。
- 4.锁失效：当线程持有锁时发生异常或者其他情况导致锁释放失败，但是其他线程无法获得该锁，可能会导致死锁。
- 5.饥饿：某一个线程一直无法获取所需资源，导致一直处于等待状态，一直无法执行，也可能最终导致死锁。
- 6.不当的资源申请顺序：多个线程在申请资源时未规定好申请顺序，可能会导致资源的循环等待，从而导致死锁。
3. 避免Java死锁的策略
- 1.按照相同的顺序获取和释放锁：确保所有线程都按照相同的顺序来获取和释放锁，这样可以防止循环等待条件的发生。
- 2.使用非阻塞算法：非阻塞算法不会阻塞线程，即使它们需要等待其他线程释放锁。例如，可以使用无锁数据结构或使用Future等异步编程模型。
- 3.设定超时时间：为锁操作设定超时时间，当超时发生时，线程将自动释放锁并重新尝试。这有助于防止死锁，但可能会降低性能。可以使用tryLock方法尝试获取锁，并设置一个超时时间。
- 4.使用死锁检测和恢复机制：某些Java库和框架提供了死锁检测和恢复机制，可以检测死锁并采取措施恢复程序。例如，Java SE 5中的java.util.concurrent.locks.ReentrantLock类提供了lockInterruptibly()方法，如果线程在指定时间内无法获取锁，则会抛出InterruptedException。
- 5.减少并发：通过减少同时访问共享资源的线程数量可以避免死锁，但可能会限制应用程序的并发性。
- 6.使用死锁检测工具：存在一些死锁检测工具，可以帮助识别和解决死锁问题。例如，Java Virtual Machine（JVM）提供了-XX:+DeadlockPrevention标志，它可以启用死锁检测功能。
- 7.使用锁分离：将锁分离到不同的对象上，以减少线程之间争夺相同锁的可能性。
- 8.避免锁升级：尽量避免在持有低级锁的情况下获取高级锁，因为这可能增加死锁的风险。
- 9.使用读写锁：如果并发访问模式主要是读操作，而写操作较少，可以考虑使用ReadWriteLock，它允许多个线程同时读取数据，但只允许一个线程写入数据。这可以减少写操作的阻塞，从而降低死锁的可能性。
- 10.锁超时与重试机制：当线程尝试获取锁时，可以设置一个超时时间。如果超时时间内没有获取到锁，线程可以放弃并稍后重试。
- 11.使用锁监控与日志记录：监控系统中锁的持有情况，记录锁的获取和释放日志。这有助于发现潜在的死锁问题，并在出现问题时能够快速定位和解决。
- 12.代码审查与测试：进行代码审查以确保没有潜在的死锁风险，并进行充分的测试来验证并发代码的正确性。
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