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淺談線程死鎖

更新時間:2020-11-09 17:54:22 來源:動力節點 瀏覽1482次

線程死鎖是指兩個或兩個以上的線程在執行過程中,因爭奪資源而造成的互相等待的現象,在無外力作用的情況下,這些線程會一直相互等待而無法繼續運行下去。


在許多應用中進程需要以獨占的方式訪問資源,當操作系統允許多個進程并發執行時可能會出現進程永遠被阻塞現象,如兩個進程分別等待對方所占的資源,于是兩者都不能執行而處于永遠等待狀態,此現象稱為線程死鎖。

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結合上圖中的線程圖,我們可以看出線程 A 已經持有了資源 2,它同時還想申請資源 1,線程 B 已經持有了資源 1,它同時還想申請資源 2,所以線程 1 和線程 

2 就因為相互等待對方已經持有的資源,而進入了死鎖狀態。

產生死鎖的四個必要條件如下。當下邊的四個條件都滿足時即產生死鎖,即任意一個條件不滿足既不會產生死鎖。


一、產生線程死鎖四個必要條件

1.互斥條件:指線程對已經獲取到的資源進行排它性使用,即該資源同時只由一個線程占用。如果此時還有其他線程請求獲取該資源,則請求者只能等待,直至占有資源的線程釋放該資源。

2.請求并持有條件:指一個線程已經持有了至少一個資源,但又提出了新的資源請求,而新資源已被其他線程占有,所以當前線程會被阻塞,但阻塞的同時并不釋放自己已經獲取的資源。

3.不可剝奪條件:指線程獲取到的資源在自己使用完之前不能被其他線程搶占,只有在自己使用完畢后才由自己釋放該資源。

4.環路等待條件:指在發生死鎖時,必然存在一個線程—資源的環形鏈,即線程集合{T0,T1,T2,…,Tn}中的 T0 正在等待一個 T1 占用的資源,T1 正在等待 T2 占用的資源,……Tn 正在等待已被 T0 占用的資源。

根據上面的產生死鎖的四個必要條件我們舉個常見的死鎖例子:進程A中包含資源A,進程B中包含資源B,A的下一步需要資源B,B的下一步需要資源A,所以它們就互相等待對方占有的資源釋放,所以也就產生了一個循環等待死鎖。


二、消除線程死鎖的幾種方式

1.最簡單、最常用的方法就是進行系統的重新啟動,不過這種方法代價很大,它意味著在這之前所有的進程已經完成的計算工作都將付之東流,包括參與死鎖的那些進程,以及未參與死鎖的進程;

2.撤消進程,剝奪資源。終止參與死鎖的進程,收回它們占有的資源,從而解除死鎖。這時又分兩種情況:一次性撤消參與死鎖的全部進程,剝奪全部資源;或者逐步撤消參與死鎖的進程,逐步收回死鎖進程占有的資源。一般來說,選擇逐步撤消的進程時要按照一定的原則進行,目的是撤消那些代價最小的進程,比如按進程的優先級確定進程的代價;考慮進程運行時的代價和與此進程相關的外部作業的代價等因素;

3.進程回退策略,即讓參與死鎖的進程回退到沒有發生死鎖前某一點處,并由此點處繼續執行,以求再次執行時不再發生死鎖。雖然這是個較理想的辦法,但是操作起來系統開銷極大,要有堆棧這樣的機構記錄進程的每一步變化,以便今后的回退,有時這是無法做到的。


以上就是我們對線程死鎖的產生條件和消除死鎖的方法的介紹,這些只是死鎖中非常淺顯易懂的部分知識點,想要深入探究死鎖的原理和死鎖檢測算法的小伙伴可以觀看本站的Java多線程教程,學習更多的多線程知識。


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