Java并发编程之死锁的产生以及如何避免死锁
发布日期:2021-06-29 02:39:43 浏览次数:2 分类:技术文章

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什么是死锁?

所谓死锁,是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局(互相等待),当进程处于这种僵持状态时,若无外力作用,它们都将无法再向前推进。

我们举个例子来描述,如果此时有一个线程A,按照先获得锁a再获得锁b的的顺序获得锁,而在此同时又有另外一个线程B,按照先获得锁b再获得锁a的顺序获得锁。

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。

死锁产生的原因

1) 系统资源的竞争

通常系统中拥有的不可剥夺资源,其数量不足以满足多个进程运行的需要,使得进程在运行过程中,会因争夺资源而陷入僵局,如磁带机、打印机等。只有对不可剥夺资源的竞争才可能产生死锁,对可剥夺资源的竞争是不会引起死锁的。

2) 进程推进顺序非法

进程在运行过程中,请求和释放资源的顺序不当,也同样会导致死锁。例如,并发进程 P1、P2分别保持了资源R1、R2,而进程P1申请资源R2,进程P2申请资源R1时,两者都会因为所需资源被占用而阻塞。

死锁产生的必要条件

产生死锁必须同时满足以下四个条件,只要其中任一条件不成立,死锁就不会发生。

  • 互斥条件:进程要求对所分配的资源(如打印机)进行排他性控制,即在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。此时若有其他进程请求该资源,则请求进程只能等待。
  • 不剥夺条件:进程所获得的资源在未使用完毕之前,不能被其他进程强行夺走,即只能由获得该资源的进程自己来释放(只能是主动释放)。
  • 请求和保持条件:进程已经保持了至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其他进程占有,此时请求进程被阻塞,但对自己已获得的资源保持不放。
  • 循环等待条件:存在一种进程资源的循环等待链,链中每一个进程已获得的资源同时被链中下一个进程所请求。即存在一个处于等待状态的进程集合{Pl, P2, …, pn},其中Pi等待的资源被P(i+1)占有(i=0,1, …, n-1),Pn等待的资源被P0占有,如图2-15所示。

直观上看,循环等待条件似乎和死锁的定义一样,其实不然。按死锁定义构成等待环所要求的条件更严,它要求Pi等待的资源必须由P(i+1)来满足,而循环等待条件则无此限制。 例如,系统中有两台输出设备,P0占有一台,PK占有另一台,且K不属于集合{0, 1, …, n}。

Pn等待一台输出设备,它可以从P0获得,也可能从PK获得。因此,虽然Pn、P0和其他一些进程形成了循环等待圈,但PK不在圈内,若PK释放了输出设备,则可打破循环等待,如图2-16所示。因此循环等待只是死锁的必要条件。

在这里插入图片描述

参考:

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