死锁的常见例子及 Python 模拟

 

前言

常见的例子是在银行账户上：假如要在两个银行账户之间执行交易，你必须确保两个账户都被锁定，不受其他交易的影响，以达到正确的资金转移量。在这里，这个类比并不完全成立--哲学家对应的是锁定账户的交易（分叉）--但同样的技术困难也会出现。

其他的例子包括电商秒杀系统，多个用户抢一个商品，不允许一个数据库被多个客户同时修改。

死锁也是由一个并发程序需要同时具备的条件来定义的，这样才会发生死锁。这些条件是由计算机科学家Edward G. Coffman, Jr .首先提出的，因此被称为 Coffman 条件。这些条件如下：

• 至少有一个资源必须处于不可共享的状态。这意味着该资源被一个单独的进程（或线程）持有，不能被其他人访问； 在任何时间内，该资源只能被单个的进程（或线程）访问和持有。这个条件也被称为相互排斥。
• 有一个进程（或线程）同时访问一个资源并等待其他进程（或线程）持有的另一个资源。换句话说，这个进程（或线程）需要访问两个资源来执行其指令，其中一个它已经持有，另一个它正在等待其他进程（或线程）。这种情况被称为保持和等待。
• 只有在有特定指令让进程（或线程）释放资源的情况下，才能由持有这些资源的进程（或线程）来释放。这就是说，除非进程（或线程）自愿主动地释放资源，否则该资源仍处于不可共享的状态。这就是无抢占条件。
• 最后一个条件叫做循环等待。顾名思义，这个条件规定了一组进程（或线程）的存在，因此这组进程中的第一个进程（或线程）正在等待第二个进程（或线程）释放资源，而第二个进程（或线程）又需要等待第三个进程（或线程）；最后，这组进程中的最后一个进程（或线程）正在等待第一个进程。

造成线程死锁的常见例子包括：

1. 一个在自己身上等待的线程（例如，试图两次获得同一个互斥锁）
2. 互相等待的线程（例如，A 等待 B，B 等待 A）
3. 未能释放资源的线程（例如，互斥锁、信号量、屏障、条件、事件等）
4. 线程以不同的顺序获取互斥锁（例如，未能执行锁排序）

模拟死锁1：线程等待本身

导致死锁的一个常见原因是线程在自己身上等待。

我们并不打算让这种死锁发生