生活场景描述大全【精选】

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根据不少同学的面试反馈，最近阿里和字节跳动面试时都对多线程相关的问题进行了重点考察，并且面试官都问到了死锁问题。如字节跳动考察的问题是：

什么是线程死锁？

死锁如何产生？

如何避免线程死锁？

本文便就此问题进行分析，将用尽可能通俗的语言由浅入深地帮助大家理解死锁，了解其产生的原理与对应的解决方案。

什么是线程死锁

线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对方所需要的资源，导致这些线程处于等待状态，无法前往执行。当线程进入对象的 synchronized 代码块时，便占有了资源，直到它退出该代码块或者调用 wait 方法，才释放资源，在此期间，其他线程将不能进入该代码块。当线程互相持有对方所需要的资源时，会互相等待对方释放资源，如果线程都不主动释放所占有的资源，将产生死锁。

死锁如何产生

#场景一

星期日早上十点半，你在公路上开车，这是一条窄路，只能容纳一辆车。这时，迎面又驶来一辆车，你们都走到一半，谁也不想倒回去，于是各不相让，陷入无尽的等待。

#场景二

你和她吵架了，谁也不理谁，甚至晚饭时间都各自煮饭。你在炒京酱肉丝，她在做葱烤鲫鱼。炒到一半你发现小葱被她全部拿走了，于是你默默等待她做好菜后再去拿，殊不知她也在等待你炒完菜后来拿酱油。

#场景三

你和四个好朋友坐在圆形餐桌旁，你们只做两件事情：吃饭，或者思考。吃饭的时候，你们就停止思考。思考的时候，也停止吃饭。每个人面前有一碗兰州拉面，并且每个人左右两边各有一根筷子。你们必须要拿到两根筷子才能开始吃面。吃完后再放下筷子，让别人可以使用。吃了一会之后，每个人都拿起了自己左手边的筷子，导致每个人都只有一根筷子，并且等待别人吃完放下筷子给自己。可惜，没有人吃到面，所以没有人会放下筷子。（著名的哲学家就餐问题）

#场景四

你有两个线程 A 和 B ，各自在加锁的状态下运行。A 持有一部分资源，并且等待 B 线程中的资源以完成自己的工作，而此时 B 线程也在等待 A 中的资源以完成自己的工作。由于他们都是锁定状态，所以他们必须完成了自己的工作后，自己持有的资源才能释放。于是线程无休止地等待，导致死锁。

代码如下

publicclassJavaTest{@TestpublicObjectObject();finalObjectObject();newThread(newRunnable(){@OverridepublicsynchronizedThreadInterruptedExceptionprintStackTrace();}synchronizedSystemprintln("finish A"Thread(newRunnable(){@OverridepublicsynchronizedThreadInterruptedExceptionprintStackTrace();}synchronizedSystemprintln("finish B"ThreadInterruptedExceptionprintStackTrace

此程序中，线程 A 持有 lockA 对象，并请求 lockB 对象；线程 B 持有 lockB 对象，并请求 lockA 对象。由于他们都在等待对方释放资源，所以会产生死锁。运行程序，将发现控制台无法打印出 "finish A" 和 "finish B" 消息。

这些都是程序员在工作或生活中会遇到的问题，人生就像是一个进程，时间是我们的主线程，期间做的每一件事都是开启的一个子线程。当多件事冲突时，并发问题就产生了。上述问题都指向同一类并发问题：死锁。

产生死锁的的四个条件如下：

1、互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用；

2、请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放；

3、不剥夺条件：进程已获得的资源，在没使用完之前，不能强行剥夺；

4、循环等待条件：多个进程之间形成一种互相循环等待资源的关系。

并发带来压力，有的人或有的程序，会因为承受不住压力而崩溃，情绪崩溃和程序崩溃没什么两样。当然，不论是做人还是写程序，面对问题时，正确的做法都应是采取策略，解除死锁。

如何避免线程死锁

#方案一

你想起书中所言：退一步海阔天空。但你也深知公平好过忍让。正值周赛时间，你摇下车窗，对对面的兄弟喊道：咱来比赛一场力扣周赛，谁输了谁倒出去让另一个人过吧！于是你们打开力扣，开始答题。半小时后，你凭借高超的代码水平 AC 了全部题目。对面司机对你拱手道：技不如人，甘拜下风。于是他倒了回去，让出了自己的一半路。最终你们都得以顺利通行。

#方案二

你在炒菜时发现没有小葱，于是你换位思考，想到她会不会也缺少自己用着的材料。虽然她还在和你冷战，但你劝解自己一个大老爷们不应该和女孩子置气，于是你主动把自己用着的所有材料拿给了她。她感受到你设身处地为她着想，大为感动，你们和好如初。之后她为你们两个人一起炒了京酱肉丝和葱烤鲫鱼。

#方案三

你和你的朋友们决定给筷子编上号：1~5。规定每个人拿筷子时必须先拿到自己两边的筷子中号码小的那一根，再去拿号码大的那一根。如果小的那一根没有拿到，不能先拿大的。当你们开始吃饭时，由于数字 5 不可能被一个人单独拿到。因为他旁边的另一根筷子编号必定比 5 小，所以不会再出现每个人都拿着一根的无限等待情形。

#方案四

你在运行两个线程前，预先将线程 A 和 B 中的资源拷贝一份，让他们不需互相等待对方的资源，于是两个线程都得以顺利运行。这四种方案分别破坏了上述四个条件之一。这也是解决死锁问题的四种方法：1、破坏不剥夺条件：让对面的司机放弃了自己已有的资源。2、破坏请求与保持条件：在自己需要的材料缺少时，主动放弃自己持有的资源，防止出现互相等待。3、破坏循环等待条件：由于筷子指定了编号和获取规则，所以每个锁定状态都将按照顺序执行，于是便杜绝了环路等待条件。4、破坏互斥条件：由于每次使用时都拷贝一份，所以一个资源可以被多个进程使用。

常考面试考点

面试中对死锁的考察无外乎以上三种类型。死锁的概念和死锁的四个产生条件是固定的，上文都已经讲到。但解决方案并不止以上列出的四种。

事实上，使用预先拷贝资源解决死锁问题的方案一般并不常用。这是由于拷贝的成本往往很大，并且影响效率。实际工作中较常采用的是第三种方案，通过控制加锁顺序解决死锁：

加锁顺序：当多个线程需要相同的一些锁，但是按照不同的顺序加锁，死锁就很容易发生。如果能确保所有的线程都是按照相同的顺序获得锁，那么死锁就不会发生。当然这种方式需要你事先知道所有可能会用到的锁，然而总有些时候是无法预知的。

除此之外，我们还可以通过设置加锁时限或添加死锁检测避免死锁：

加锁时限：加上一个超时时间，若一个线程没有在给定的时限内成功获得所有需要的锁，则会进行回退并释放所有已经获得的锁，然后等待一段随机的时间再重试。但是如果有非常多的线程同一时间去竞争同一批资源，就算有超时和回退机制，还是可能会导致这些线程重复地尝试但却始终得不到锁。

死锁检测：死锁检测即每当一个线程获得了锁，会在线程和锁相关的数据结构中（ map 、 graph 等）将其记下。除此之外，每当有线程请求锁，也需要记录在这个数据结构中。死锁检测是一个更好的死锁预防机制，它主要是针对那些不可能实现按序加锁并且锁超时也不可行的场景。

其中，死锁检测最出名的算法是由艾兹格·迪杰斯特拉在 1965 年设计的银行家算法，通过记录系统中的资源向量、最大需求矩阵、分配矩阵、需求矩阵，以保证系统只在安全状态下进行资源分配，由此来避免死锁，对于面算法岗的同学一定要对其有所了解。

本文作者：Alpinist Wang