什么是死锁以及避免死锁(2)

加锁时限（线程尝试获取锁的时候加上一定的时限，超过时限则放弃对该锁的请求，并释放自己占有的锁）。答：先生成一个对象obj，在一个全局map里put(id,obj)存放起来，再用synchronized获取obj锁，再调用obj.wait()让当前线程处于等待状态，然后另一消息线程等到服务端结果来了后，再map.get(id)找到obj，再用synchronized获取obj锁，再调用obj.notifyall()唤醒前面处于等待状态的线程。这里即保证了其他线程b对获取到初始化锁的线程a的重排序不可见，即线程a进入类的初始化并将status设置为正在初始化，当线程b进入初始化队列时，会获取到a设置的status并乖乖等待，直到a初始化结束后将status设置为初始化结束释放锁并唤醒其他等待线程，到这里a的初始化过程完成，b才被唤醒并获取锁接着读取status为初始化结束，b直接释放锁，到这里线程b的初始化过程完成。

以下是一个例子，展示了两个线程以不同的顺序尝试获取相同的两个锁，在发生超时后回退并重试的场景：

Thread 1 locks A
Thread 2 locks B
Thread 1 attempts to lock B but is blocked
Thread 2 attempts to lock A but is blocked
Thread 1's lock attempt on B times out
Thread 1 backs up and releases A as well
Thread 1 waits randomly (e.g. 257 millis) before retrying.
Thread 2's lock attempt on A times out
Thread 2 backs up and releases B as well
Thread 2 waits randomly (e.g. 43 millis) before retrying.

使用两个线程来争夺一把锁，当某个线程获得锁后，sleep6秒，每个线程都只尝试5秒去获得锁。（3）线程2的run()方法中同步代码块先获取lock2的对象锁，接着获取lock1的对象锁，当然这时lock1的对象锁已经被线程1锁，线程2肯定是要等待线程1释放lock1的对象锁的。答：先生成一个对象obj，在一个全局map里put(id,obj)存放起来，再用synchronized获取obj锁，再调用obj.wait()让当前线程处于等待状态，然后另一消息线程等到服务端结果来了后，再map.get(id)找到obj，再用synchronized获取obj锁，再调用obj.notifyall()唤醒前面处于等待状态的线程。

需要注意的是，由于存在锁的超时，所以我们不能认为这种场景就一定是出现了死锁。也可能是因为获得了锁的线程（导致其它线程超时）需要很长的时间去完成它的任务。

此外，如果有非常多的线程同一时间去竞争同一批资源，就算有超时和回退机制，还是可能会导致这些线程重复地尝试但却始终得不到锁。如果只有两个线程，并且重试的超时时间设定为0到500毫秒之间，这种现象可能不会发生，但是如果是10个或20个线程情况就不同了。因为这些线程等待相等的重试时间的概率就高的多（或者非常接近以至于会出现问题）。

(译者注：超时和重试机制是为了避免在同一时间出现的竞争，但是当线程很多时，其中两个或多个线程的超时时间一样或者接近的可能性就会很大，因此就算出现竞争而导致超时后，由于超时时间一样，它们又会同时开始重试，导致新一轮的竞争，带来了新的问题。)

这种机制存在一个问题，在Java中不能对synchronized同步块设置超时时间。你需要创建一个自定义锁，或使用Java5中java.util.concurrent包下的工具。写一个自定义锁类不复杂，但超出了本文的内容。后续的Java并发系列会涵盖自定义锁的内容。

死锁检测是一个更好的死锁预防机制，它主要是针对那些不可能实现按序加锁并且锁超时也不可行的场景。

每当一个线程获得了锁，会程和锁相关的数据结构中（map、graph等等）将其记下。除此之外，每当有线程请求锁，也需要记录在这个数据结构中。

自旋锁：如果物理机器上有一个以上的处理器，能让两个或以上的线程同时并行执行，我们就可以让后面请求锁的那个线程稍等一下，但不放弃处理器的执行时间，看看持有锁的线程是否很快就会释放锁。假如线程a持有一个锁，线程b请求这个锁，由于这个锁已经被持有，所以b会放入阻塞对类中。递归锁可以被同一线程多次请求，而不会引起死锁。

当然，死锁一般要比两个线程互相持有对方的锁这种情况要复杂的多。线程A等待线程B，线程B等待线程C，线程C等待线程D，线程D又在等待线程A。线程A为了检测死锁，它需要递进地检测所有被B请求的锁。从线程B所请求的锁开始，线程A找到了线程C，然后又找到了线程D，发现线程D请求的锁被线程A自己持有着。这是它就知道发生了死锁。

下面是一幅关于四个线程（A,B,C和D）之间锁占有和请求的关系图。像这样的数据结构就可以被用来检测死锁。

那么当检测出死锁时，这些线程该做些什么呢？

这个时候子类同步调用父类方法是可行，因为内置锁是可以被重入的，也就是子类可以获取到父类的锁，才不会造成死锁。超时不能获得锁，就返回false，不会永久等待构成死锁。但如果程序员错误地在两个线程中使用了递归锁，则很容易导致“死锁”出现：两个线程同时对同一个锁进行加锁，同时发现该锁已经锁定，彼此等待对方解锁，导致两个线程都无法执行下去。

如果更高优先级的线程因 thrd1所拥有的一个或多个互斥锁而被阻塞，而这些互斥锁是用 pthread_prio_inherit 初始化的，则 thrd1将以高于它的优先级或者所有正在等待这些互斥锁（这些互斥锁是 thrd1 指所拥有的互斥锁）的线程的最高优先级运行。2）synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生。表 4–1 互斥锁属性例程 操作 相关函数说明 初始化互斥锁属性对象 pthread_mutexattr_init 语法销毁互斥锁属性对象 pthread_mutexattr_destroy 语法 设置互斥锁范围pthread_mutexattr_setpshared 语法 获取互斥锁范围pthread_mutexattr_getpshared 语法 设置互斥锁的类型属性pthread_mutexattr_settype 语法 获取互斥锁的类型属性 pthread_mutexattr_gettype语法 设置互斥锁属性的协议 pthread_mutexattr_setprotocol 语法 获取互斥锁属性的协议pthread_mutexattr_getprotocol 语法 设置互斥锁属性的优先级上限pthread_mutexattr_setprioceiling 语法 获取互斥锁属性的优先级上限pthread_mutexattr_getprioceiling 语法 设置互斥锁的优先级上限pthread_mutex_setprioceiling 语法 获取互斥锁的优先级上限pthread_mutex_getprioceiling 语法 设置互斥锁的强健属性pthread_mutexattr_setrobust_np 语法 获取互斥锁的强健属性pthread_mutexattr_getrobust_np 语法 表 4–2 中显示了在定义互斥范围时 solaris 线程和posix 线程之间的差异。

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