Java死锁问题解析

一、什么是死锁

死锁是指两个或以上的进程在互相请求资源的时候形成了僵局，导致它们等待对方释放资源而无法继续执行下去。在这种情况下，这些进程永远阻塞并且等待资源。死锁是一种非常常见的并发问题，在多线程编程中尤其需要注意。

二、死锁的必要条件

死锁的发生需要满足以下四个必要条件：

1. 互斥条件：资源不能被共享，只能由一个进程占用。
2. 请求与保持条件：一个进程已经得到了资源，但是还需要请求其他资源。
3. 非抢占条件：进程不能强制从别的进程中获取资源，只能通过自己释放资源来让其他进程获取资源。
4. 循环等待条件：存在一个循环等待的进程链。

三、死锁代码示例

public class DeadLockDemo {
    private static Object lock1 = new Object();
    private static Object lock2 = new Object();
    
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized(lock1) {
                System.out.println("Thread1 holds lock1");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized(lock2) {
                    System.out.println("Thread1 holds lock1 and lock2");
                }
            }
        }).start();
        
        new Thread(() -> {
            synchronized(lock2) {
                System.out.println("Thread2 holds lock2");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized(lock1) {
                    System.out.println("Thread2 holds lock1 and lock2");
                }
            }
        }).start();
    }
}

四、死锁解决方法

避免和解决死锁问题有以下几种方法：

1. 避免循环等待
2. 破坏互斥条件
3. 采用超时机制等待资源的释放
4. 资源一致性管理
5. 使用锁的层次结构来避免死锁

五、使用锁的层次结构避免死锁

public class LockHierarchyDemo {
    private static Object lock1 = new Object();
    private static Object lock2 = new Object();
    
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            synchronized(lock1) {
                System.out.println("Thread1 holds lock1");
                synchronized(lock2) {
                    System.out.println("Thread1 holds lock1 and lock2");
                }
            }
        });
        
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            synchronized(lock1) {
                System.out.println("Thread2 holds lock1");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized(lock2) {
                    System.out.println("Thread2 holds lock1 and lock2");
                }
            }
        });
        
        thread1.start();
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        thread2.start();
    }
}

这个示例中，两个线程请求锁的顺序一致，不会发生循环依赖的情况。如果一个线程请求了多个锁，并在请求锁的时候等待时间超过了阈值，该线程释放所有的锁，等待一段时间后再次请求锁。这种方式可以减小死锁的概率。