Java死锁

一、什么是死锁

死锁是指在多线程编程中，两个或多个线程相互等待，形成死循环的状态，导致程序无法继续执行。这种情况被称为死锁。

死锁的发生是由于多个线程同时占用对方需要的资源而无法释放，从而形成相互等待的局面。

二、死锁的必要条件

为了更好地理解死锁，我们需要了解死锁产生的必要条件，它们分别是：

1. 互斥条件（Mutual exclusion）：至少有一个资源是被独占的，意味着在一段时间内只有一个线程可以使用该资源。

2. 请求与保持条件（Hold and wait）：当一个线程持有一个资源时，它还可以申请其他资源，如果被其他线程占用，则该线程会一直等待，直到其他线程释放资源。

3. 不剥夺条件（No preemption）：已经分配的资源不能被其他的线程抢占，只能由拥有它的线程自行释放。

4. 循环等待条件（Circular wait）：若干个进程之间形成环形等待资源分配关系。

三、死锁的解决方案

为了避免死锁的发生，我们可以采用以下策略：

1. 破坏互斥条件：尽量减少共享资源的应用，或者采用并行化方法避免资源互斥。

2. 破坏请求与保持条件：向系统申请一次性获取所有需要的资源，而不是逐个获取资源。

3. 破坏不可剥夺条件：当一些资源被某个进程占有但另一个进程要求该资源，操作系统可以将该资源从占有它的进程取走，赋予要求该资源的进程。

4. 破坏循环等待条件：通过定义资源等级，按照规定的顺序申请资源，减少进程之间的循环等待。

四、Java代码示例

下面是一个简单的Java代码示例来演示死锁的发生：

 public class DeadLock {
    private final Object lock1 = new Object();
    private final Object lock2 = new Object();

    public void executeThread1() {
        synchronized (lock1) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " holding lock1");

            try { Thread.sleep(1000); }
            catch (InterruptedException e) {}

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " waiting for lock2");

            synchronized (lock2) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " holding lock1 and lock2");
            }
        }
    }

    public void executeThread2() {
        synchronized (lock2) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " holding lock2");

            try { Thread.sleep(1000); }
            catch (InterruptedException e) {}

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " waiting for lock1");

            synchronized (lock1) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " holding lock1 and lock2");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        DeadLock deadLock = new DeadLock();
        Thread thread1 = new Thread(() -> deadLock.executeThread1(), "Thread-1");
        Thread thread2 = new Thread(() -> deadLock.executeThread2(), "Thread-2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

上述代码中，有两个线程，它们分别对两个不同的互斥锁进行同步。执行线程1的同时，会请求锁2；执行线程2的同时，会请求锁1。由于两个线程之间在获取资源时出现了循环等待的问题，所以最终会形成死锁。