死鎖（Dead Lock）指的是兩個(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)算單元（進(jìn)程、線(xiàn)程或協(xié)程），都在等待對(duì)方停止執(zhí)行，以取得系統(tǒng)資源，但是沒(méi)有一方提前退出，就稱(chēng)為死鎖。

死鎖示例

接下來(lái)，我們先來(lái)演示一下 Java 中最簡(jiǎn)單的死鎖，我們創(chuàng)建兩個(gè)鎖和兩個(gè)線(xiàn)程，讓線(xiàn)程 1 先擁有鎖 A，然后在 1s 后嘗試獲取鎖 B，同時(shí)我們啟動(dòng)線(xiàn)程 2，讓它先擁有鎖 B，然后在 1s 之后嘗試獲取鎖 A，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)相互等待對(duì)方釋放鎖的情況，從而造成死鎖的問(wèn)題，具體代碼如下：

publicclass DeadLockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object lockA = new Object(); // 創(chuàng)建鎖 A
        Object lockB = new Object(); // 創(chuàng)建鎖 B

        // 創(chuàng)建線(xiàn)程 1
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 先獲取鎖 A
                synchronized (lockA) {
                    System.out.println("線(xiàn)程 1:獲取到鎖 A!");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // 嘗試獲取鎖 B
                    System.out.println("線(xiàn)程 1:等待獲取 B...");
                    synchronized (lockB) {
                        System.out.println("線(xiàn)程 1:獲取到鎖 B!");
                    }
                }
            }
        });
        t1.start(); // 運(yùn)行線(xiàn)程

        // 創(chuàng)建線(xiàn)程 2
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 先獲取鎖 B
                synchronized (lockB) {
                    System.out.println("線(xiàn)程 2:獲取到鎖 B!");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // 嘗試獲取鎖 A
                    System.out.println("線(xiàn)程 2:等待獲取 A...");
                    synchronized (lockA) {
                        System.out.println("線(xiàn)程 2:獲取到鎖 A!");
                    }
                }
            }
        });
        t2.start(); // 運(yùn)行線(xiàn)程
    }
}

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：

從上述結(jié)果可以看出，線(xiàn)程 1 和線(xiàn)程 2 都在等待對(duì)方釋放鎖，這樣就造成了死鎖問(wèn)題。

死鎖產(chǎn)生原因

通過(guò)以上示例，我們可以得出結(jié)論，要產(chǎn)生死鎖需要滿(mǎn)足以下 4 個(gè)條件：

• 互斥條件：指運(yùn)算單元（進(jìn)程、線(xiàn)程或協(xié)程）對(duì)所分配到的資源具有排它性，也就是說(shuō)在一段時(shí)間內(nèi)某個(gè)鎖資源只能被一個(gè)運(yùn)算單元所占用。
• 請(qǐng)求和保持條件：指運(yùn)算單元已經(jīng)保持至少一個(gè)資源，但又提出了新的資源請(qǐng)求，而該資源已被其它運(yùn)算單元占有，此時(shí)請(qǐng)求運(yùn)算單元阻塞，但又對(duì)自己已獲得的其它資源保持不放。
• 不可剝奪條件：指運(yùn)算單元已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪。
• 環(huán)路等待條件：指在發(fā)生死鎖時(shí)，必然存在運(yùn)算單元和資源的環(huán)形鏈，即運(yùn)算單元正在等待另一個(gè)運(yùn)算單元占用的資源，而對(duì)方又在等待自己占用的資源，從而造成環(huán)路等待的情況。

只有以上 4 個(gè)條件同時(shí)滿(mǎn)足，才會(huì)造成死鎖問(wèn)題。

死鎖排查

如果程序出現(xiàn)死鎖問(wèn)題，可通過(guò)以下 4 種方案中的任意一種進(jìn)行分析和排查。

方案 1：jstack

我們?cè)谑褂?jstack 之前，先要通過(guò) jps 得到運(yùn)行程序的進(jìn)程 ID，使用方法如下：

“jps -l”可以查詢(xún)本機(jī)所有的 Java 程序，jps（Java Virtual Machine Process Status Tool）是 Java 提供的一個(gè)顯示當(dāng)前所有 Java 進(jìn)程 pid 的命令，適合在 linux/unix/windows 平臺(tái)上簡(jiǎn)單察看當(dāng)前 Java 進(jìn)程的一些簡(jiǎn)單情況，“-l”用于輸出進(jìn)程 pid 和運(yùn)行程序完整路徑名（包名和類(lèi)名）。

有了進(jìn)程 ID（PID）之后，我們就可以使用“jstack -l PID”來(lái)發(fā)現(xiàn)死鎖問(wèn)題了，如下圖所示：

jstack 用于生成 Java 虛擬機(jī)當(dāng)前時(shí)刻的線(xiàn)程快照，“-l”表示長(zhǎng)列表（long），打印關(guān)于鎖的附加信息。

PS：可以使用 jstack -help 查看更多命令使用說(shuō)明。

方案 2：jconsole

使用 jconsole 需要打開(kāi) JDK 的 bin 目錄，找到 jconsole 并雙擊打開(kāi)，如下圖所示：

然后選擇要調(diào)試的程序，如下圖所示：

之后點(diǎn)擊連接進(jìn)入，選擇“不安全的連接”進(jìn)入監(jiān)控主頁(yè)，如下圖所示：

之后切換到“線(xiàn)程”模塊，點(diǎn)擊“檢測(cè)死鎖”按鈕，如下圖所示：

之后稍等片刻就會(huì)檢測(cè)出死鎖的相關(guān)信息，如下圖所示：

方案 3：jvisualvm

jvisualvm 也在 JDK 的 bin 目錄中，同樣是雙擊打開(kāi)：

稍等幾秒之后，jvisualvm 中就會(huì)出現(xiàn)本地的所有 Java 程序，如下圖所示：

雙擊選擇要調(diào)試的程序：

單機(jī)鼠標(biāo)進(jìn)入“線(xiàn)程”模塊，如下圖所示：

從上圖可以看出，當(dāng)我們切換到線(xiàn)程一欄之后就會(huì)直接顯示出死鎖信息，之后點(diǎn)擊“線(xiàn)程 Dump”生成死鎖的詳情信息，如下圖所示：

方案 4：jmc

jmc 是 Oracle Java Mission Control 的縮寫(xiě)，是一個(gè)對(duì) Java 程序進(jìn)行管理、監(jiān)控、概要分析和故障排查的工具套件。它也是在 JDK 的 bin 目錄中，同樣是雙擊啟動(dòng)，如下圖所示：

jmc 主頁(yè)信息如下：

之后選中要排查的程序，右鍵“啟動(dòng) JMX 控制臺(tái)”查看此程序的詳細(xì)內(nèi)容，如下圖所示：

然后點(diǎn)擊“線(xiàn)程”，勾中“死鎖檢測(cè)”就可以發(fā)現(xiàn)死鎖和死鎖的詳情信息，如下圖所示：

如何解決死鎖？

解決的思路是打破導(dǎo)致導(dǎo)致死鎖因素中的：

• 請(qǐng)求和保持條件（輪詢(xún)鎖）：所謂的順序鎖指的是通過(guò)有順序的獲取鎖，所有線(xiàn)程設(shè)置相同獲取鎖的順序，從而避免產(chǎn)生環(huán)路等待條件，從而解決死鎖問(wèn)題的。
• 環(huán)路等待條件（順序鎖）：輪詢(xún)鎖是通過(guò)打破“請(qǐng)求和保持條件”來(lái)避免造成死鎖的，它的實(shí)現(xiàn)思路簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)輪詢(xún)來(lái)嘗試獲取鎖，如果有一個(gè)鎖獲取失敗，則釋放當(dāng)前線(xiàn)程擁有的所有鎖，等待下一輪再?lài)L試獲取鎖，輪詢(xún)鎖可以通過(guò) ReentrantLock 的 tryLock 方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。