如何预防和避免线程死锁？

• 线程死锁（Deadlock）：
• 是多线程编程中的一种状态，指两个或多个线程相互持有对方所需的资源，同时又等待对方释放，导致所有线程永久阻塞，无法继续执行。

核心点

• 条件：资源竞争和循环等待。
• 结果：程序卡死。

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1. 死锁详解

(1) 产生条件（四大必要条件）

死锁发生需同时满足以下条件： 1. 互斥条件（Mutual Exclusion）： - 资源一次只能被一个线程持有。 2. 请求与保持条件（Hold and Wait）： - 线程持有至少一个资源，又请求新资源。 3. 不可抢占条件（No Preemption）： - 资源只能由持有者主动释放。 4. 循环等待条件（Circular Wait）： - 线程间形成资源请求的闭环。

(2) 示例

public class DeadlockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String lockA = "LockA";
        String lockB = "LockB";

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            synchronized (lockA) {
                System.out.println("T1: Locked A");
                try { Thread.sleep(100); } catch (Exception e) {}
                synchronized (lockB) {
                    System.out.println("T1: Locked B");
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (lockB) {
                System.out.println("T2: Locked B");
                try { Thread.sleep(100); } catch (Exception e) {}
                synchronized (lockA) {
                    System.out.println("T2: Locked A");
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

• 过程：
• T1 持有 lockA，请求 lockB。
• T2 持有 lockB，请求 lockA。
• 双方互相等待，形成死锁。

(3) 输出

T1: Locked A
T2: Locked B
// 程序卡住

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2. 死锁的影响

• 程序行为：
• 线程永久阻塞，任务未完成。
• 系统资源：
• 占用 CPU、内存但无进展。
• 用户体验：
• 应用无响应。

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3. 检测与诊断

• 工具：
• JStack：查看线程堆栈。
  • 命令：jstack <pid>。
  • 输出：显示 deadlock 和锁信息。
• JVisualVM：监控线程状态。
• 特征：
• 线程状态为 BLOCKED，互相等待锁。

示例 JStack 输出

"Thread-1" blocked on lockA owned by "Thread-0"
"Thread-0" blocked on lockB owned by "Thread-1"
Found one Java-level deadlock

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4. 预防与解决

(1) 预防方法

1. 统一锁顺序：破坏循环等待。
2. 超时机制：避免无限等待。
3. 减少锁范围：降低竞争。
4. 避免嵌套锁：简化资源依赖。
5. 资源分配策略：一次性请求所有资源。
6. 检测与恢复：监控并中断死锁。

(2) 修改示例

Thread t1 = new Thread(() -> {
    synchronized (lockA) {
        synchronized (lockB) { // 顺序一致
            System.out.println("T1: Locked A and B");
        }
    }
});

Thread t2 = new Thread(() -> {
    synchronized (lockA) {
        synchronized (lockB) { // 顺序一致
            System.out.println("T2: Locked A and B");
        }
    }
});

(3) 使用 Lock

ReentrantLock lockA = new ReentrantLock();
ReentrantLock lockB = new ReentrantLock();

Thread t1 = new Thread(() -> {
    if (lockA.tryLock()) {
        try {
            if (lockB.tryLock()) {
                try {
                    System.out.println("T1: Locked A and B");
                } finally {
                    lockB.unlock();
                }
            }
        } finally {
            lockA.unlock();
        }
    }
});

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5. 延伸与面试角度

• 与活锁对比：
• 死锁：线程卡死。
• 活锁：线程活跃但无进展（如礼让循环）。
• 实际应用：
• 数据库：事务死锁。
• 多线程：资源竞争。
• 面试点：
• 问“定义”时，提四大条件。
• 问“解决”时，提锁顺序或 tryLock。

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总结

线程死锁是多线程因资源循环等待而阻塞的现象，需满足互斥、保持、不可抢占和循环条件。预防靠顺序或超时机制。面试时，可写死锁代码或提 JStack，展示理解深度。