Java線程死鎖

一、線程死鎖定義

線程死鎖指的是兩個或兩個以上線程在執行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象，若無外力干涉這些線程都將無法繼續執行下去。

二、線程死鎖原因

線程死鎖的原因一般為：多個線程互相競爭共享資源，在每個線程未釋放自己已擁有的資源之前，請求等待其他線程釋放它們已經佔有的資源，從而導致所有的線程都無法進行下去。

要形成死鎖必須同時滿足以下4個條件：

• 互斥：線程在同一時刻只能佔用一個資源。
• 佔有並等待：線程已經持有至少一個資源，並在等待獲取其他線程佔有的資源。
• 不可搶佔：其他線程不能奪取已經被線程佔有的資源，只能在該佔有者釋放該資源後方可搶佔。
• 循環等待：線程間存在資源循環等待的關係，當每個線程都在等待其他線程釋放資源時就會形成死鎖。

三、代碼實例

下面是一個典型的造成線程死鎖的代碼實例。這段代碼模擬了兩個線程使用兩個共享資源的情形：

public class ThreadDeadlockExample {
   public static void main(String[] args) {
      Object lock1 = new Object();
      Object lock2 = new Object();

      // Thread-1
      Thread t1 = new Thread(() -> {
         synchronized (lock1) {
            System.out.println("Thread-1: lock1 has been held.");
            try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) {}
            synchronized (lock2) {
               System.out.println("Thread-1: lock2 has been held.");
            }
         }
      });

      // Thread-2
      Thread t2 = new Thread(() -> {
         synchronized (lock2) {
            System.out.println("Thread-2: lock2 has been held.");
            try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) {}
            synchronized (lock1) {
               System.out.println("Thread-2: lock1 has been held.");
            }
         }
      });

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

在上述代碼中，兩個線程分別獲取第一個鎖lock1和第二個鎖lock2，並在佔有一個鎖的同時等待獲取另一個鎖，這將形成死鎖，從而導致程序無法繼續往下執行。

四、解決方法

避免線程死鎖主要需要遵循以下規則：

• 避免使用多把鎖，盡量使用一把鎖。
• 如果必須使用多把鎖，請確保多個鎖的獲取順序一致，即每個線程獲取鎖的順序相同。
• 避免一個線程佔用多個鎖的情況。
• 使用定時鎖，即當一個線程嘗試獲取一把鎖時，如果等待時間過長則釋放當前所有已經佔用的鎖，避免造成死鎖。Java中ReentrantLock類提供了一個tryLock()方法可以實現定時鎖。

五、小結

線程死鎖是一個多線程編程中容易遇到的問題，要避免死鎖的出現必須注意多線程間的競爭資源問題。需要遵循鎖的規則，盡量減少鎖的使用，避免一個線程佔用多個鎖，使用定時鎖等措施，才能儘可能地減少線程死鎖的發生。