一、死锁的定义
多线程以及多进程改善了系统资源的利用率并提高了系统 的处理能力。然而，并发执行也带来了新的问题——死锁。所谓死锁是指多个线程因竞争资源而造成的一种僵局（互相等待），若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。
所谓死锁是指两个或两个以上的线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。
下面我们通过实例来了解死锁的现象：
先看生活中的一个实例，两个人面对面过独木桥，甲和乙都已经在桥上走了一段距离，即占用了桥的资源，甲如果想通过独木桥的话，乙必须退出桥面让出桥的资源，让甲通过，但是乙不服，为什么让我先退出去，我还想先过去呢，于是就僵持不下，导致谁也过不了桥，这就是死锁。
在计算机系统中也存在类似的情况。例如，某计算机系统中只有一台打印机和一台输入 设备，进程P1正占用输入设备，同时又提出使用打印机的请求，但此时打印机正被进程P2 所占用，而P2在未释放打印机之前，又提出请求使用正被P1占用着的输入设备。这样两个进程相互无休止地等待下去，均无法继续执行，此时两个进程陷入死锁状态。
二、死锁产生的原因
1、系统资源的竞争
通常系统中所拥有的不可剥夺资源，其数量不足以满足多个进程运行的需要，使得进程在运行过程中，会因争夺资源而陷入僵局，如磁带机、打印机等。只有多个进程在对不可剥夺资源的竞争才可能产生死锁，对可剥夺资源的竞争是不会引起死锁的。
2、进程推进顺序非法
进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也同样会导致死锁。例如，并发进程 P1、P2分别保持了资源R1、R2，而进程P1申请资源R2，进程P2申请资源R1时，两者都会因为所需资源被占用而阻塞。
Java中死锁最简单的情况是，一个线程T1持有锁L1并且申请获得锁L2，而另一个线程T2持有锁L2并且申请获得锁L1，因为默认的锁申请操作都是阻塞的，所以线程T1和T2永远被阻塞了。导致了死锁。这是最容易理解也是最简单的死锁的形式。但是实际环境中的死锁往往比这个复杂的多。可能会有多个线程形成了一个死锁的环路，比如：线程T1持有锁L1并且申请获得锁L2，而线程T2持有锁L2并且申请获得锁L3，而线程T3持有锁L3并且申请获得锁L1，这样导致了一个锁依赖的环路：T1依赖T2的锁L2，T2依赖T3的锁L3，而T3依赖T1的锁L1。从而导致了死锁。
从以上两个例子中，我们可以得出结论，产生死锁可能性的最根本原因是：线程在获得一个锁L1的情况下再去申请另外一个锁L2，也就是锁L1想要包含了锁L2，也就是说在获得了锁L1，并且没有释放锁L1的情况下，又去申请获得锁L2，这个是产生死锁的最根本原因。另一个原因是默认的锁申请操作是阻塞的。
3、死锁产生的必要条件：
产生死锁必须同时满足以下四个条件，只要其中任一条件不成立，死锁就不会发生。
（1）互斥条件：进程要求对所分配的资源（如打印机）进行排他性控制，即在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。此时若有其他进程请求该资源，则请求进程只能等待。
（2）不剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，即只能由获得该资源的进程自己来释放（只能是主动释放)。
（3）请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但对自己已获得的资源保持不放。
（4）循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，链中每一个进程已获得的资源同时被链中下一个进程所请求。即存在一个处于等待状态的进程集合{Pl, P2, …, pn}，其中Pi等 待的资源被P(i+1)占有（i=0, 1, …, n-1)，Pn等待的资源被P0占有，如图1所示。
直观上看，循环等待条件似乎和死锁的定义一样，其实不然。按死锁定义构成等待环所 要求的条件更严，它要求Pi等待的资源必须由P(i+1)来满足，而循环等待条件则无此限制。 例如，系统中有两台输出设备，P0占有一台，PK占有另一台，且K不属于集合{0, 1, …, n}。Pn等待一台输出设备，它可以从P0获得，也可能从PK获得。因此，虽然Pn、P0和其他 一些进程形成了循环等待圈，但PK不在圈内，若PK释放了输出设备，则可打破循环等待, 如图2-16所示。因此循环等待只是死锁的必要条件。
资源分配图含圈而系统又不一定有死锁的原因是同类资源数大于1。但若系统中每类资 源都只有一个资源，则资源分配图含圈就变成了系统出现死锁的充分必要条件。下面再来通俗的解释一下死锁发生时的条件：
（1）互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。独木桥每次只能通过一个人。
（2）请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。乙不退出桥面，甲也不退出桥面。
（3）不剥夺条件: 进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。甲不能强制乙退出桥面，乙也不能强制甲退出桥面。
（4）循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。如果乙不退出桥面，甲不能通过，甲不退出桥面，乙不能通过。
三、死锁实例
例1：
package com.demo.test;
/**
* 一个简单的死锁类
* t1先运行，这个时候flag==true,先锁定obj1,然后睡眠1秒钟
* 而t1在睡眠的时候，另一个线程t2启动，flag==false,先锁定obj2,然后也睡眠1秒钟
* t1睡眠结束后需要锁定obj2才能继续执行，而此时obj2已被t2锁定
* t2睡眠结束后需要锁定obj1才能继续执行，而此时obj1已被t1锁定
* t1、t2相互等待，都需要得到对方锁定的资源才能继续执行，从而死锁。
*/
public class DeadLock implements Runnable{
private static Object obj1 = new Object();
private static Object obj2 = new Object();
private boolean flag;
public DeadLock(boolean flag){
this.flag = flag;
}
@Override
public void run(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "运行");
if(flag){
synchronized(obj1){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已经锁住obj1");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized(obj2){
// 执行不到这里
System.out.println("1秒钟后，"+Thread.currentThread().getName()
+ "锁住obj2");
}
}
}else{
synchronized(obj2){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已经锁住obj2");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized(obj1){
// 执行不到这里
System.out.println("1秒钟后，"+Thread.currentThread().getName()
+ "锁住obj1");
}
}
}
}
}
package com.demo.test;
public class DeadLockTest {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new DeadLock(true), "线程1");
Thread t2 = new Thread(new DeadLock(false), "线程2");
t1.start();
t2.start();
}
}
运行结果：
线程1运行
线程1已经锁住obj1
线程2运行
线程2已经锁住obj2
线程1锁住了obj1（甲占有桥的一部分资源），线程2锁住了obj2（乙占有桥的一部分资源），线程1企图锁住obj2（甲让乙退出桥面，乙不从），进入阻塞，线程2企图锁住obj1（乙让甲退出桥面，甲不从），进入阻塞，死锁了。
从这个例子也可以反映出，死锁是因为多线程访问共享资源，由于访问的顺序不当所造成的，通常是一个线程锁定了一个资源A，而又想去锁定资源B；在另一个线程中，锁定了资源B，而又想去锁定资源A以完成自身的操作，两个线程都想得到对方的资源，而不愿释放自己的资源，造成两个线程都在等待，而无法执行的情况。
package com.demo.test;
public class SyncThread implements Runnable{
private Object obj1;
private Object obj2;
public SyncThread(Object o1, Object o2){
this.obj1=o1;
this.obj2=o2;
}
@Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
synchronized (obj1) {
System.out.println(name + " acquired lock on "+obj1);
work();
synchronized (obj2) {
System.out.println("After, "+name + " acquired lock on "+obj2);
work();
}
System.out.println(name + " released lock on "+obj2);
}
System.out.println(name + " released lock on "+obj1);
System.out.println(name + " finished execution.");
}
private void work() {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
package com.demo.test;
public class ThreadDeadTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object obj1 = new Object();
Object obj2 = new Object();
Object obj3 = new Object();
Thread t1 = new Thread(new SyncThread(obj1, obj2), "t1");
Thread t2 = new Thread(new SyncThread(obj2, obj3), "t2");
Thread t3 = new Thread(new SyncThread(obj3, obj1), "t3");
t1.start();
Thread.sleep(1000);
t2.start();
Thread.sleep(1000);
t3.start();
}
}
运行结果：
t1 acquired lock on java.lang.Object@5e1077
t2 acquired lock on java.lang.Object@1db05b2
t3 acquired lock on java.lang.Object@181ed9e
在这个例子中，形成了一个锁依赖的环路。以t1为例，它先将第一个对象锁住，但是当它试着向第二个对象获取锁时，它就会进入等待状态，因为第二个对象已经被另一个线程锁住了。这样以此类推，t1依赖t2锁住的对象obj2，t2依赖t3锁住的对象obj3，而t3依赖t1锁住的对象obj1，从而导致了死锁。在线程引起死锁的过程中，就形成了一个依赖于资源的循环。