死锁检测的常用3种方法

悠悠 2024-03-29 16:07 71阅读 0赞

### 什么是死锁 ###

死锁（Dead Lock）是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。  
![在这里插入图片描述][85a6d62da98e4f72b742ebbb5738c8fd.png]

### 死锁示例 ###

接下来，我们先来演示一下 Java 中最简单的死锁，我们创建两个锁和两个线程，让线程 1 先拥有锁 o1，然后在 2s 后尝试获取锁 o2，同时我们启动线程 2，让它先拥有锁 o2，然后在 2s 之后尝试获取锁 o1，这时就会出现相互等待对方释放锁的情况，从而造成死锁的问题。  
**具体代码如下：**

public class DeadLock {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Thread thread1 = new Thread(new DeadLockDemo(true));
            Thread thread2 = new Thread(new DeadLockDemo(false));
            thread1.start();
            thread2.start();
        }
    }
    
    
    class DeadLockDemo implements Runnable {
        
    
        static Object o1 = new Object();
        static Object o2 = new Object();
        boolean flag;
    
        public DeadLockDemo(boolean flag) {
        
            this.flag = flag;
        }
    
        @Override
        public void run() {
        
            if (flag) {
        
                synchronized (o1) {
        
                    System.out.println("线程1进入o1");
                    try {
        
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
        
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("线程1等待进入o2");
                    synchronized (o2) {
        
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程进入o2");
                    }
                }
            } else {
        
                synchronized (o2) {
        
                    System.out.println("线程2进入o2");
                    try {
        
                        Thread.sleep(3000);
                    } catch (InterruptedException e) {
        
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("线程2等待进入o1");
                    synchronized (o1) {
        
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程进入o1");
                    }
                }
            }
        }
    }

程序执行结果：  
![在这里插入图片描述][7e876184ece44f419449a56067057b6a.png]  
从上述结果可以看出，线程 1 和线程 2 都在等待对方释放锁，这样就造成了死锁问题。

### 死锁产生原因 ###

通过以上示例，我们可以得出结论，要产生死锁需要满足以下 4 个条件：

互斥条件：指运算单元（进程、线程或协程）对所分配到的资源具有排它性，也就是说在一段时间内某个锁资源只能被一个运算单元所占用。  
请求和保持条件：指运算单元已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它运算单元占有，此时请求运算单元阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。  
不可剥夺条件：指运算单元已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺。  
环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在运算单元和资源的环形链，即运算单元正在等待另一个运算单元占用的资源，而对方又在等待自己占用的资源，从而造成环路等待的情况。  
只有以上 4 个条件同时满足，才会造成死锁问题。

### 死锁排查 ###

如果程序出现死锁问题，可通过以下 3种方案中的任意一种进行分析和排查。  
**方案一：jstack**  
在使用 jstack 之前，我们需要先通过 jps -l得到运行程序的进程 ID，使用方法如下：  
![在这里插入图片描述][1bdbc01163cf407fa50903258367e3d3.png]  
有了进程 ID(PID)之后，我们就可以使用“jstack -l PID”来发现死锁问题了，如下图所示：  
![在这里插入图片描述][1237043e31e64a9ba79c646fbfe757ff.png]

**方案二：jconsole**  
jconsole工具位于jdk的bin目录下，如图：  
![在这里插入图片描述][177b07ab82c44e3080ae3abf1e34a009.png]  
**双击进入，选择要调试的程序，如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][27b5fd5a64844c598082090000da4d84.png]  
**会出现如下提示，选择不安全的链接**  
![在这里插入图片描述][6972e5a1ace0478599d7d21a6d25e247.png]  
**点击线程栏目，然后点下面死锁，就会检测出来了**  
![在这里插入图片描述][844816cafa9b4d4a8c21258a56cf8b80.png]

**方案三：jvisualvm**  
jvisualvm 也在 JDK 的 bin 目录中，同样是双击打开：  
![在这里插入图片描述][02e666a1fa904b3babdfd1af6aa6acef.png]  
点击线程栏目，如果发生死锁，会自动提示如下：  
![在这里插入图片描述][a294448ba32c475fb57cbfd70ac3cf36.png]  
点击线程dump:

![在这里插入图片描述][c1b208933e9d485fa498b76bcd78ce30.png]  
以上是jdk8以上版本排查线程死锁的常用三种方案，还有一种是根据jmc（Oracle Java Mission Control ）排查，jmc是一个对 Java 程序进行管理、监控、概要分析和故障排查的工具套件，它也是在 JDK 的 bin 目录中。但是jdk1.8之后，jmc就已经不随着jdk一起发出去了，如果想要使用jmc对jvm进行监控，这时候需要手工下载jmc，然后在本地运行。oracle官网比较坑，现在只有jmc8.1版本下载，它需要jdk11,但作者暂时还没亲自试过，所以先不写了。

[85a6d62da98e4f72b742ebbb5738c8fd.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/28/63900496110842e2a879699d4d72cf34.png
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