多線程-6.死鎖的四個產生條件以及破壞死鎖的方法

產生死鎖的四個必要條件：

　　1.互斥條件：一個資源同一時刻只能被一個線程所占有。

　　2.持有並等待條件：一個線程T1已經持有某資源X，然后申請獲得新的資源Y，在等待過程中不釋放已有資源X。

　　3.不可搶占條件：其它線程不能強行搶占線程T1的資源。

　　4.循環等待條件：線程T1持有資源X,等待線程T2持有的資源Y，線程T2等待X。

死鎖的例子

　　假設線程 T1 執行賬戶 A 轉賬戶 B 的操作，賬戶 A.transfer(賬戶 B)；同時線程 T2 執行賬戶 B 轉賬戶 A 的操作，賬戶 B.transfer(賬戶 A)。當 T1 和 T2 同時執行完①處的代碼時，T1 獲得了賬戶 A 的鎖（對於 T1，this 是賬戶 A），而 T2 獲得了賬戶 B 的鎖（對於 T2，this 是賬戶 B）。之后 T1 和 T2 在執行②處的代碼時，T1 試圖獲取賬戶 B 的鎖時，發現賬戶 B 已經被鎖定（被 T2 鎖定），所以 T1 開始等待；T2 則試圖獲取賬戶 A 的鎖時，發現賬戶 A 已經被鎖定（被 T1 鎖定），所以 T2 也開始等待。於是 T1 和 T2 會無期限地等待下去，也就是我們所說的死鎖了。

class Account {
  private int balance;
  // 轉賬
  void transfer(Account target, int amt){
    // 鎖定轉出賬戶
    synchronized(this){     ①
      // 鎖定轉入賬戶
      synchronized(target){ ②
        if (this.balance > amt) {
          this.balance -= amt;
          target.balance += amt;
        }
      }
    }
  } 
}

破壞死鎖的方法：

　　互斥條件：不可改變。

　　持有並等待條件：可以一次性給線程申請所有的資源。

　　不可搶占條件：線程在申請不到資源時主動釋放掉已有的資源。

　　循環等待條件：將資源線性排列，申請時先申請序號小的，再申請序號大的。

破壞不可搶占條件：

　　synchronized 申請資源的時候，如果申請不到，線程直接進入阻塞狀態了，而線程進入阻塞狀態，啥都干不了，也釋放不了線程已經占有的資源。Java 在語言層次無法解決這個問題，不過在 SDK 層面還是解決了的。java.util.concurrent 這個包下面提供的 Lock 是可以輕松解決這個問題的。

破壞循環等待條件：

　　假設每個賬戶都有不同的屬性 id，這個 id 可以作為排序字段，申請的時候，可以按照從小到大的順序來申請。比如下面代碼中，①~⑥處的代碼對轉出賬戶（this）和轉入賬戶（target）排序，然后按照序號從小到大的順序鎖定賬戶。這樣就不存在“循環”等待了。

　　

class Account {
  private int id;
  private int balance;
  // 轉賬
  void transfer(Account target, int amt){
    Account left = this        ①
    Account right = target;    ②
    if (this.id > target.id) { ③
      left = target;           ④
      right = this;            ⑤
    }                          ⑥
    // 鎖定序號小的賬戶
    synchronized(left){
      // 鎖定序號大的賬戶
      synchronized(right){ 
        if (this.balance > amt){
          this.balance -= amt;
          target.balance += amt;
        }
      }
    }
  } 
}