多线程死锁问题

一、死锁的概念

       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。

下面我们通过一些实例来说明死锁现象。

先看生活中的一个实例，2个人一起吃饭但是只有一双筷子，2人轮流吃（同时拥有2只筷子才能吃）。某一个时候，一个拿了左筷子，一人拿了右筷子，2个人都同时占用一个资源，等待另一个资源，这个时候甲在等待乙吃完并释放它占有的筷子，同理，乙也在等待甲吃完并释放它占有的筷子，这样就陷入了一个死循环，谁也无法继续吃饭。。。
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、产生死锁的条件

(1)互斥条件。即某个资源在一段时间内只能由一个进程或者线程占有，不能同时被两个或者两个以上的进程占有。这种独占资源如CD-ROM驱动器，打印机等，必须在占有该资源的进程或者线程主动释放它之后，其他进程或者线程才能只有该资源。这是由资源本身属性所决定的。如独木桥就是一种独占资源，两方的人不能同时过桥。

(2)不可抢占条件。进程或线程所获得的资源在未使用完毕之前，资源申请者不能强行地从资源占有者手中夺取资源，而只能由该资源的占有者自行释放。如过独木桥的人不能强迫对方后退，也不能非法地将对方推下桥，必须是桥上的人自己过桥后空出桥面（即主动释放占有资源），对方的人才能过桥。

(3)占有且申请条件。进程或线程至少已经占有一个资源，但又申请新的资源；由于该资源已被另外进程或者线程所占有，此时该进程或者线程会被阻塞；但是，它在等待新资源之时，仍继续占有已占有的资源。

(4)循环等待条件。存在一个进程或线程等待序列{P1,P2,....,P3}，其中P1等待P2所占有的某一资源，P2等待P3所占有的某一资源，.......，而Pn又等待P1所占有的资源，形成一个循环等待环。

PS：上面所提到的四个条件在死锁发生时会同时发生。也就是说，只要有一个必要条件不满足，则死锁就可以排除。

三、出现死锁的五种场景

(1)notify与notifyAll的使用。

如：


   两个生产者P1、P2，两个消费者C1、C2，共同操作一个队列，队列最大长度为1。

开始P1、P2、C1、C2都处于运行状态（RUNNABLE）。

C1先获得锁，P1、P2、C2为BLOCKED状态。C1发现队列为空，主动进入WAITING。C2接着获得锁，成为RUNNABLE状态，发现队列为空，主动进入WAITING。

P1接着获得锁，成为RUNNABLE状态，在队列中插入一个元素，notify到了另一个生产者P2。P1循环生产，发现队列不为空，成为WAITING。

P2成为RUNNABLE状态，发现队列有值，主动进入WAITING。

此时锁已被释放，但P1、P2、C1、C2都处于WAITING状态，没有线程去获取锁，死了。
        (2)同一个线程拥有有多把锁

如：


(3)使用循环

        如：


thread1首先执行，加锁，while（！condition）为永真持续循环，此时thread2等待thread1解锁从而获取锁，thread1等待thread2将condition置为true，跳出循环解锁，这就构成了死锁。

(4)thread.suspend()和thread.stop()

         当挂起或者停止一个拥有某一把锁的线程时，该线程并不会释放锁，这就容易造成死锁。

(5)哲学家就餐问题

5个哲学家，5跟筷子，哲学家必须用两只筷子吃东西，若5个人同时拿起自己左边（右边）的筷子会将构成死锁。