1.3w字,一文詳解死鎖!

死鎖(Dead Lock)指的是兩個或兩個以上的運算單元(進程、線程或協程),都在等待對方停止執行,以取得系統資源,但是沒有一方提前退出,就稱爲死鎖。
image.png

1.死鎖演示

死鎖的形成分爲兩個方面,一個是使用內置鎖 synchronized 形成的死鎖,另一種是使用顯式鎖 Lock 實現的死鎖,接下來我們分別來看。

1.1 死鎖 synchronized 版

public class DeadLockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object lockA = new Object(); // 創建鎖 A
        Object lockB = new Object(); // 創建鎖 B

        // 創建線程 1
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 先獲取鎖 A
                synchronized (lockA) {
                    System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // 嘗試獲取鎖 B
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    synchronized (lockB) {
                        System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                    }
                }
            }
        });
        t1.start(); // 運行線程

        // 創建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 先獲取鎖 B
                synchronized (lockB) {
                    System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // 嘗試獲取鎖 A
                    System.out.println("線程 2:等待獲取 A...");
                    synchronized (lockA) {
                        System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                    }
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運行線程
    }
}

以上程序的執行結果如下:
image.png
從上述結果可以看出,線程 1 和線程 2 都在等待對方釋放鎖,這樣就造成了死鎖問題。

1.2 死鎖 Lock 版

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class DeadLockByReentrantLockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Lock lockA = new ReentrantLock(); // 創建鎖 A
        Lock lockB = new ReentrantLock(); // 創建鎖 B

        // 創建線程 1
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lockA.lock(); // 加鎖
                System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    lockB.lock(); // 加鎖
                    try {
                        System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                    } finally {
                        lockB.unlock(); // 釋放鎖
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lockA.unlock(); // 釋放鎖
                }
            }
        });
        t1.start(); // 運行線程

        // 創建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lockB.lock(); // 加鎖
                System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("線程 2:等待獲取 A...");
                    lockA.lock(); // 加鎖
                    try {
                        System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                    } finally {
                        lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lockB.unlock(); // 釋放鎖
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運行線程
    }
}

以上程序的執行結果如下:
image.png

2.死鎖產生原因

通過以上示例,我們可以得出結論,要產生死鎖需要滿足以下 4 個條件

  1. 互斥條件:指運算單元(進程、線程或協程)對所分配到的資源具有排它性,也就是說在一段時間內某個鎖資源只能被一個運算單元所佔用。
  2. 請求和保持條件:指運算單元已經保持至少一個資源,但又提出了新的資源請求,而該資源已被其它運算單元佔有,此時請求運算單元阻塞,但又對自己已獲得的其它資源保持不放。
  3. 不可剝奪條件:指運算單元已獲得的資源,在未使用完之前,不能被剝奪。
  4. 環路等待條件:指在發生死鎖時,必然存在運算單元和資源的環形鏈,即運算單元正在等待另一個運算單元佔用的資源,而對方又在等待自己佔用的資源,從而造成環路等待的情況。

只有以上 4 個條件同時滿足,纔會造成死鎖問題。

3.死鎖排查工具

如果程序出現死鎖問題,可通過以下 4 種方案中的任意一種進行分析和排查。

3.1 jstack

我們在使用 jstack 之前,先要通過 jps 得到運行程序的進程 ID,使用方法如下:
image.png
“jps -l”可以查詢本機所有的 Java 程序,jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)是 Java 提供的一個顯示當前所有 Java 進程 pid 的命令,適合在 linux/unix/windows 平臺上簡單查看當前 Java 進程的一些簡單情況,“-l”用於輸出進程 pid 和運行程序完整路徑名(包名和類名)。

有了進程 ID(PID)之後,我們就可以使用“jstack -l PID”來發現死鎖問題了,如下圖所示:
image.png
jstack 用於生成 Java 虛擬機當前時刻的線程快照,“-l”表示長列表(long),打印關於鎖的附加信息。

PS:可以使用 jstack -help 查看更多命令使用說明。

3.2 jconsole

使用 jconsole 需要打開 JDK 的 bin 目錄,找到 jconsole 並雙擊打開,如下圖所示:
image.png
然後選擇要調試的程序,如下圖所示:
image.png
之後點擊連接進入,選擇“不安全的連接”進入監控主頁,如下圖所示:
image.png
image.png
之後切換到“線程”模塊,點擊“檢測死鎖”按鈕,如下圖所示:
image.png
之後稍等片刻就會檢測出死鎖的相關信息,如下圖所示:
image.png

3.3 jvisualvm

jvisualvm 也在 JDK 的 bin 目錄中,同樣是雙擊打開:
image.png
稍等幾秒之後,jvisualvm 中就會出現本地的所有 Java 程序,如下圖所示:
image.png
雙擊選擇要調試的程序:
image.png
單擊鼠標進入“線程”模塊,如下圖所示:
image.png
從上圖可以看出,當我們切換到線程一欄之後就會直接顯示出死鎖信息,之後點擊“線程 Dump”生成死鎖的詳情信息,如下圖所示:
image.png

3.4 jmc

jmc 是 Oracle Java Mission Control 的縮寫,是一個對 Java 程序進行管理、監控、概要分析和故障排查的工具套件。它也是在 JDK 的 bin 目錄中,同樣是雙擊啓動,如下圖所示:
image.png
jmc 主頁信息如下:
image.png
之後選中要排查的程序,右鍵“啓動 JMX 控制檯”查看此程序的詳細內容,如下圖所示:
image.png
image.png
然後點擊“線程”,勾中“死鎖檢測”就可以發現死鎖和死鎖的詳情信息,如下圖所示:
image.png

4.死鎖解決方案

4.1 死鎖解決方案分析

接下來我們來分析一下,產生死鎖的 4 個條件,哪些是可以破壞的?哪些是不能被破壞的?

  • 互斥條件:系統特性,不能被破壞。
  • 請求和保持條件:可以被破壞。
  • 不可剝奪條件:系統特性,不能被破壞。
  • 環路等待條件:可以被破壞。

通過上述分析,我們可以得出結論,我們只能通過破壞請求和保持條件或者是環路等待條件,從而來解決死鎖的問題,那上線,我們就先從破壞“環路等待條件”開始來解決死鎖問題。

4.2 解決方案1:順序鎖

所謂的順序鎖指的是通過有順序的獲取鎖,從而避免產生環路等待條件,從而解決死鎖問題的。

當我們沒有使用順序鎖時,程序的執行可能是這樣的:
image.png
線程 1 先獲取了鎖 A,再獲取鎖 B,線程 2 與 線程 1 同時執行,線程 2 先獲取鎖 B,再獲取鎖 A,這樣雙方都先佔用了各自的資源(鎖 A 和鎖 B)之後,再嘗試獲取對方的鎖,從而造成了環路等待問題,最後造成了死鎖的問題。

此時我們只需要將線程 1 和線程 2 獲取鎖的順序進行統一,也就是線程 1 和線程 2 同時執行之後,都先獲取鎖 A,再獲取鎖 B,執行流程如下圖所示:
image.png
因爲只有一個線程能成功獲取到鎖 A,沒有獲取到鎖 A 的線程就會等待先獲取鎖 A,此時得到鎖 A 的線程繼續獲取鎖 B,因爲沒有線程爭搶和擁有鎖 B,那麼得到鎖 A 的線程就會順利的擁有鎖 B,之後執行相應的代碼再將鎖資源全部釋放,然後另一個等待獲取鎖 A 的線程就可以成功獲取到鎖資源,執行後續的代碼,這樣就不會出現死鎖的問題了。

順序鎖的實現代碼如下所示:

public class SolveDeadLockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object lockA = new Object(); // 創建鎖 A
        Object lockB = new Object(); // 創建鎖 B
        // 創建線程 1
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (lockA) {
                    System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    synchronized (lockB) {
                        System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                    }
                }
            }
        });
        t1.start(); // 運行線程
        // 創建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (lockA) {
                    System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("線程 2:等待獲取B...");
                    synchronized (lockB) {
                        System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                    }
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運行線程
    }
}

以上程序的執行結果如下:
image.png
從上述執行結果可以看出,程序並沒有出現死鎖的問題。

4.3 解決方案2:輪詢鎖

輪詢鎖是通過打破“請求和保持條件”來避免造成死鎖的,它的實現思路簡單來說就是通過輪詢來嘗試獲取鎖,如果有一個鎖獲取失敗,則釋放當前線程擁有的所有鎖,等待下一輪再嘗試獲取鎖。

輪詢鎖的實現需要使用到 ReentrantLock 的 tryLock 方法,具體實現代碼如下:

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class SolveDeadLockExample {
    
    public static void main(String[] args) {
        Lock lockA = new ReentrantLock(); // 創建鎖 A
        Lock lockB = new ReentrantLock(); // 創建鎖 B

        // 創建線程 1(使用輪詢鎖)
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 調用輪詢鎖
                pollingLock(lockA, lockB);
            }
        });
        t1.start(); // 運行線程

        // 創建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lockB.lock(); // 加鎖
                System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("線程 2:等待獲取 A...");
                    lockA.lock(); // 加鎖
                    try {
                        System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                    } finally {
                        lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lockB.unlock(); // 釋放鎖
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運行線程
    }
    
     /**
     * 輪詢鎖
     */
    public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB) {
        while (true) {
            if (lockA.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    if (lockB.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                        try {
                            System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                        } finally {
                            lockB.unlock(); // 釋放鎖
                            System.out.println("線程 1:釋放鎖 B.");
                            break;
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    System.out.println("線程 1:釋放鎖 A.");
                }
            }
            // 等待一秒再繼續執行
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

以上程序的執行結果如下:
image.png
從上述結果可以看出,以上代碼也沒有出現死鎖的問題。

4.4 輪詢鎖優化

使用輪詢鎖雖然可以解決死鎖的問題,但並不是完美無缺的,比如以下這些問題。

4.4.1 問題1:死循環

以上簡易版的輪詢鎖,如果遇到有一個線程一直霸佔或者長時間霸佔鎖資源的情況,就會導致這個輪詢鎖進入死循環的狀態,它會嘗試一直獲取鎖資源,這樣就會造成新的問題,帶來不必要的性能開銷,具體示例如下。

反例
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class SolveDeadLockExample {

    public static void main(String[] args) {
        Lock lockA = new ReentrantLock(); // 創建鎖 A
        Lock lockB = new ReentrantLock(); // 創建鎖 B

        // 創建線程 1(使用輪詢鎖)
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 調用輪詢鎖
                pollingLock(lockA, lockB);
            }
        });
        t1.start(); // 運行線程

        // 創建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lockB.lock(); // 加鎖
                System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("線程 2:等待獲取 A...");
                    lockA.lock(); // 加鎖
                    try {
                        System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                    } finally {
                        lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    // 如果此處代碼未執行,線程 2 一直未釋放鎖資源
                    // lockB.unlock(); 
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運行線程
    }

    /**
     * 輪詢鎖
     */
    public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB) {
        while (true) {
            if (lockA.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    if (lockB.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                        try {
                            System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                        } finally {
                            lockB.unlock(); // 釋放鎖
                            System.out.println("線程 1:釋放鎖 B.");
                            break;
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    System.out.println("線程 1:釋放鎖 A.");
                }
            }
            // 等待一秒再繼續執行
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

以上代碼的執行結果如下:
image.png
從上述結果可以看出,線程 1 輪詢鎖進入了死循環的狀態。

優化版

針對以上死循環的情況,我們可以改進的思路有以下兩種:

  1. 添加最大次數限制:如果經過了 n 次嘗試獲取鎖之後,還未獲取到鎖,則認爲獲取鎖失敗,執行失敗策略之後終止輪詢(失敗策略可以是記錄日誌或其他操作);
  2. 添加最大時長限制:如果經過了 n 秒嘗試獲取鎖之後,還未獲取到鎖,則認爲獲取鎖失敗,執行失敗策略之後終止輪詢。

以上策略任選其一就可以解決死循環的問題,出於實現成本的考慮,我們可以採用輪詢最大次數的方式來改進輪詢鎖,具體實現代碼如下:

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class SolveDeadLockExample {

    public static void main(String[] args) {
        Lock lockA = new ReentrantLock(); // 創建鎖 A
        Lock lockB = new ReentrantLock(); // 創建鎖 B

        // 創建線程 1(使用輪詢鎖)
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 調用輪詢鎖
                pollingLock(lockA, lockB, 3);
            }
        });
        t1.start(); // 運行線程

        // 創建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                lockB.lock(); // 加鎖
                System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("線程 2:等待獲取 A...");
                    lockA.lock(); // 加鎖
                    try {
                        System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                    } finally {
                        lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    // 線程 2 忘記釋放鎖資源
                    // lockB.unlock(); // 釋放鎖
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運行線程
    }

    /**
     * 輪詢鎖
     *
     * maxCount:最大輪詢次數
     */
    public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB, int maxCount) {
        // 輪詢次數計數器
        int count = 0;
        while (true) {
            if (lockA.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    if (lockB.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                        try {
                            System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                        } finally {
                            lockB.unlock(); // 釋放鎖
                            System.out.println("線程 1:釋放鎖 B.");
                            break;
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    System.out.println("線程 1:釋放鎖 A.");
                }
            }

            // 判斷是否已經超過最大次數限制
            if (count++ > maxCount) {
                // 終止循環
                System.out.println("輪詢鎖獲取失敗,記錄日誌或執行其他失敗策略");
                return;
            }

            // 等待一秒再繼續嘗試獲取鎖
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

以上代碼的執行結果如下:
image.png
從以上結果可以看出,當我們改進之後,輪詢鎖就不會出現死循環的問題了,它會嘗試一定次數之後終止執行。

4.4.2 問題2:線程餓死

我們以上的輪詢鎖的輪詢等待時間是固定時間,如下代碼所示:

// 等待 1s 再嘗試獲取(輪詢)鎖
try {
    Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}

這樣在特殊情況下會造成線程餓死的問題,也就是輪詢鎖一直獲取不到鎖的問題,比如以下示例。

反例
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class SolveDeadLockExample {

    public static void main(String[] args) {
        Lock lockA = new ReentrantLock(); // 創建鎖 A
        Lock lockB = new ReentrantLock(); // 創建鎖 B

        // 創建線程 1(使用輪詢鎖)
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 調用輪詢鎖
                pollingLock(lockA, lockB, 3);
            }
        });
        t1.start(); // 運行線程

        // 創建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    lockB.lock(); // 加鎖
                    System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                    try {
                        System.out.println("線程 2:等待獲取 A...");
                        lockA.lock(); // 加鎖
                        try {
                            System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                        } finally {
                            lockA.unlock(); // 釋放鎖
                        }
                    } finally {
                        lockB.unlock(); // 釋放鎖
                    }
                    // 等待一秒之後繼續執行
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運行線程
    }

    /**
     * 輪詢鎖
     */
    public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB, int maxCount) {
        // 循環次數計數器
        int count = 0;
        while (true) {
            if (lockA.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                try {
                    Thread.sleep(100); // 等待 0.1s(獲取鎖需要的時間)
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    if (lockB.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                        try {
                            System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                        } finally {
                            lockB.unlock(); // 釋放鎖
                            System.out.println("線程 1:釋放鎖 B.");
                            break;
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    System.out.println("線程 1:釋放鎖 A.");
                }
            }

            // 判斷是否已經超過最大次數限制
            if (count++ > maxCount) {
                // 終止循環
                System.out.println("輪詢鎖獲取失敗,記錄日誌或執行其他失敗策略");
                return;
            }

            // 等待一秒再繼續嘗試獲取鎖
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

以上代碼的執行結果如下:
image.png
從上述結果可以看出,線程 1(輪詢鎖)一直未成功獲取到鎖,造成這種結果的原因是:線程 1 每次輪詢的等待時間爲固定的 1s,而線程 2 也是相同的頻率,每 1s 獲取一次鎖,這樣就會導致線程 2 會一直先成功獲取到鎖,而線程 1 則會一直處於“餓死”的情況,執行流程如下圖所示:
image.png

優化版

接下來,我們可以將輪詢鎖的固定等待時間,改進爲固定時間 + 隨機時間的方式,這樣就可以避免因爲獲取鎖的頻率一致,而造成輪詢鎖“餓死”的問題了,具體實現代碼如下:

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class SolveDeadLockExample {
    private static Random rdm = new Random();

    public static void main(String[] args) {
        Lock lockA = new ReentrantLock(); // 創建鎖 A
        Lock lockB = new ReentrantLock(); // 創建鎖 B

        // 創建線程 1(使用輪詢鎖)
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 調用輪詢鎖
                pollingLock(lockA, lockB, 3);
            }
        });
        t1.start(); // 運行線程

        // 創建線程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    lockB.lock(); // 加鎖
                    System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
                    try {
                        System.out.println("線程 2:等待獲取 A...");
                        lockA.lock(); // 加鎖
                        try {
                            System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
                        } finally {
                            lockA.unlock(); // 釋放鎖
                        }
                    } finally {
                        lockB.unlock(); // 釋放鎖
                    }
                    // 等待一秒之後繼續執行
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運行線程
    }

    /**
     * 輪詢鎖
     */
    public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB, int maxCount) {
        // 循環次數計數器
        int count = 0;
        while (true) {
            if (lockA.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
                try {
                    Thread.sleep(100); // 等待 0.1s(獲取鎖需要的時間)
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
                    if (lockB.tryLock()) { // 嘗試獲取鎖
                        try {
                            System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
                        } finally {
                            lockB.unlock(); // 釋放鎖
                            System.out.println("線程 1:釋放鎖 B.");
                            break;
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lockA.unlock(); // 釋放鎖
                    System.out.println("線程 1:釋放鎖 A.");
                }
            }

            // 判斷是否已經超過最大次數限制
            if (count++ > maxCount) {
                // 終止循環
                System.out.println("輪詢鎖獲取失敗,記錄日誌或執行其他失敗策略");
                return;
            }

            // 等待一定時間(固定時間 + 隨機時間)之後再繼續嘗試獲取鎖
            try {
                Thread.sleep(300 + rdm.nextInt(8) * 100); // 固定時間 + 隨機時間
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

以上代碼的執行結果如下:
image.png
從上述結果可以看出,線程 1(輪詢鎖)加入隨機等待時間之後就不會出現線程餓死的問題了。

5.總結

本文介紹了死鎖的概念,以及產生死鎖的 4 個條件,排查死鎖可以通過本文提供的 4 種工具中的任意一種來檢測,從易用性和性能方面來考慮,推薦使用 jconsole 或 jvisualvm,最後我們介紹了死鎖問題的兩種解決方案:順序鎖和輪詢鎖。

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