面试：死锁的条件以及解除方法

死锁特征

发生死锁时，进程永远不能完成，系统资源被阻碍使用，以致于阻止了其他作业开始执行。在讨论处理死锁问题的各种方法之前，我们首先深入讨论一下死锁特点。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. 互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个线程占用。如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待，直至占有资源的进程用毕释放。
2. 请求和保持条件：—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. 不剥夺条件/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，…，Pn}，P0 等待的资源为 P1 占有，P1 等待的资源为 P2 占有，……，Pn-1 等待的资源为 Pn 占有，Pn 等待的资源为 P0 占有。

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：

4 解决死锁的基本方法

4.1 预防死锁：

资源一次性分配：一次性分配所有资源，这样就不会再有请求了：（破坏请求条件）。只要有一个资源得不到分配，也不给这个进程分配其他的资源：（破坏请求保持条件）
可剥夺资源：即当某进程获得了部分资源，但得不到其它资源，则释放已占有的资源（破坏不可剥夺条件）
资源有序分配法：系统给每类资源赋予一个编号，每一个进程按编号递增的顺序请求资源，释放则相反（破坏环路等待条件）

以下有两种方案：

1、以确定的顺序获得锁

2、超时放弃：当使用synchronized关键词提供的内置锁时，只要线程没有获得锁，那么就会永远等待下去，然而Lock接口提供了boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException方法，该方法可以按照固定时长等待锁，因此线程可以在获取锁超时以后，主动释放之前已经获得的所有的锁。通过这种方式，也可以很有效地避免死锁。

3、使用ThreadLocal，各个线程本身都有各自的访问资源，以防止对互斥资源访问引起的死锁

4、使用CAS，轻量级循环，而不上升到重量级的锁

4.2 避免死锁:

预防死锁的几种策略，会严重地损害系统性能。因此在避免死锁时，要施加较弱的限制，从而获得 较满意的系统性能。由于在避免死锁的策略中，允许进程动态地申请资源。因而，系统在进行资源分配之前预先计算资源分配的安全性。若此次分配不会导致系统进入不安全的状态，则将资源分配给进程；否则，进程等待。其中最具有代表性的避免死锁算法是银行家算法。
银行家算法： 操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源，当进程首次申请资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。若超过则拒绝分配资源，若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。

4.3 检测死锁：

首先为每个进程和每个资源指定一个唯一的号码，然后建立资源分配表和进程等待表。

4.4 解除死锁:

当发现有进程死锁后，便应立即把它从死锁状态中解脱出来，常采用的方法有：

剥夺资源：从其它进程剥夺足够数量的资源给死锁进程，以解除死锁状态；
撤消进程：可以直接撤消死锁进程或撤消代价最小的进程，直至有足够的资源可用，死锁状态.消除为止；所谓代价是指优先级、运行代价、进程的重要性和价值等。

4.5 java死锁检测

1、Jstack命令

jstack是java虚拟机自带的一种堆栈跟踪工具。jstack用于打印出给定的java进程ID或core file或远程调试服务的Java堆栈信息。 Jstack工具可以用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。线程快照是当前java虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，生成线程快照的主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。 线程出现停顿的时候通过jstack来查看各个线程的调用堆栈，就可以知道没有响应的线程到底在后台做什么事情，或者等待什么资源。

2、JConsole工具

Jconsole是JDK自带的监控工具，在JDK/bin目录下可以找到。它用于连接正在运行的本地或者远程的JVM，对运行在Java应用程序的资源消耗和性能进行监控，并画出大量的图表，提供强大的可视化界面。而且本身占用的服务器内存很小，甚至可以说几乎不消耗。

写一个死锁代码

public class Deadlock {
    public static String str1 = "str1";
    public static String str2 = "str2";
 
    public static void main(String[] args) {
        Thread a = new Thread(() -> {
            try {
                while (true) {
                    synchronized (Deadlock.str1) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "锁住 str1");
                        Thread.sleep(1000);
                        synchronized (Deadlock.str2) {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "锁住 str2");
                        }
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        Thread b = new Thread(() -> {
            try {
                while (true) {
                    synchronized (Deadlock.str2) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "锁住 str2");
                        Thread.sleep(1000);
                        synchronized (Deadlock.str1) {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "锁住 str1");
                        }
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        a.start();
        b.start();java
    }
}