作者 | 王磊

來源 | Java中文社群(ID：javacn666)

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死鎖(Dead Lock)指的是兩個或兩個以上的運算單元(進程、線程或協(xié)程)，都在等待對方停止執(zhí)行，以取得系統(tǒng)資源，但是沒有一方提前退出，就稱為死鎖。

死鎖示例

接下來，我們先來演示一下 Java 中最簡單的死鎖，我們創(chuàng)建兩個鎖和兩個線程，讓線程 1 先擁有鎖 A，然后在 1s 后嘗試獲取鎖 B，同時我們啟動線程 2，讓它先擁有鎖 B，然后在 1s 之后嘗試獲取鎖 A，這時就會出現(xiàn)相互等待對方釋放鎖的情況，從而造成死鎖的問題，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)建線程 1 
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 
            @Override 
            public void run() { 
                // 先獲取鎖 A 
                synchronized (lockA) { 
                    System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!"); 
                    try { 
                        Thread.sleep(1000); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                    } 
                    // 嘗試獲取鎖 B 
                    System.out.println("線程 1:等待獲取 B..."); 
                    synchronized (lockB) { 
                        System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!"); 
                    } 
                } 
            } 
        }); 
        t1.start(); // 運行線程 
 
        // 創(chuàng)建線程 2 
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() { 
            @Override 
            public void run() { 
                // 先獲取鎖 B 
                synchronized (lockB) { 
                    System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!"); 
                    try { 
                        Thread.sleep(1000); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                    } 
                    // 嘗試獲取鎖 A 
                    System.out.println("線程 2:等待獲取 A..."); 
                    synchronized (lockA) { 
                        System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!"); 
                    } 
                } 
            } 
        }); 
        t2.start(); // 運行線程 
    } 
} 

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：

從上述結(jié)果可以看出，線程 1 和線程 2 都在等待對方釋放鎖，這樣就造成了死鎖問題。

死鎖產(chǎn)生原因

通過以上示例，我們可以得出結(jié)論，要產(chǎn)生死鎖需要滿足以下 4 個條件：

1. 互斥條件：指運算單元(進程、線程或協(xié)程)對所分配到的資源具有排它性，也就是說在一段時間內(nèi)某個鎖資源只能被一個運算單元所占用。
2. 請求和保持條件：指運算單元已經(jīng)保持至少一個資源，但又提出了新的資源請求，而該資源已被其它運算單元占有，此時請求運算單元阻塞，但又對自己已獲得的其它資源保持不放。
3. 不可剝奪條件：指運算單元已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪。
4. 環(huán)路等待條件：指在發(fā)生死鎖時，必然存在運算單元和資源的環(huán)形鏈，即運算單元正在等待另一個運算單元占用的資源，而對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 個條件同時滿足，才會造成死鎖問題。

死鎖排查

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

方案 1：jstack

我們在使用 jstack 之前，先要通過 jps 得到運行程序的進程 ID，使用方法如下：

“jps -l”可以查詢本機所有的 Java 程序，jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)是 Java 提供的一個顯示當(dāng)前所有 Java 進程 pid 的命令，適合在 linux/unix/windows 平臺上簡單察看當(dāng)前 Java 進程的一些簡單情況，“-l”用于輸出進程 pid 和運行程序完整路徑名(包名和類名)。

有了進程 ID(PID)之后，我們就可以使用“jstack -l PID”來發(fā)現(xiàn)死鎖問題了，如下圖所示：

jstack 用于生成 Java 虛擬機當(dāng)前時刻的線程快照，“-l”表示長列表(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明。

方案 2：jconsole

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

然后選擇要調(diào)試的程序，如下圖所示：

之后點擊連接進入，選擇“不安全的連接”進入監(jiān)控主頁，如下圖所示：

之后切換到“線程”模塊，點擊“檢測死鎖”按鈕，如下圖所示：

之后稍等片刻就會檢測出死鎖的相關(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：

稍等幾秒之后，jvisualvm 中就會出現(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：

單機鼠標進入“線程”模塊，如下圖所示：

從上圖可以看出，當(dāng)我們切換到線程一欄之后就會直接顯示出死鎖信息，之后點擊“線程 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，是一個對 Java 程序進行管理、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，如下圖所示：

jmc 主頁信息如下：

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

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

總結(jié)

死鎖是因為兩個或兩個以上的運算單元，都在等待對方停止執(zhí)行，以取得系統(tǒng)資源，但沒有一方提前退出，于是就出現(xiàn)了死鎖。死鎖的排查工具總共有 4 種：

• jstack
• jconsole
• jvisualvm
• jmc

從易用性和性能方面來考慮，推薦使用 jconsole 或 jvisualvm 來排查死鎖。

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