一、什么是死锁
死锁（Deadlock）：是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。称此时系统处于死锁状态或系统产生了死锁。称这些永远在互相等待的进程为死锁进程。所占用的资源或者需要它们进行某种合作的其它进程就会相继陷入死锁，最终可能导致整个系统处于瘫痪状态。
两个或多个线程之间，由于互相持有对方需要的锁，而永久处于阻塞的状态。
我们来看一个容易造成死锁场景的例子：
@Slf4j
public class DeadLockThread implements Runnable {
private String lockA;
private String lockB;
public DeadLockThread(String threadName, String lockA, String lockB) {
this.lockA = lockA;
this.lockB = lockB;
}
@Override
public void run() {
synchronized (lockA) {
log.info("{} 获取了{}", Thread.currentThread().getName(), lockA);
try {
Thread.sleep(1000L);
synchronized (lockB) {
log.info("{} 获取了{}", Thread.currentThread().getName(), lockB);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
String lockA = "lockA";
String lockB = "lockB";
// 让t1线程先获取lockA，再获取lockB
Thread t1 = new Thread(new DeadLockThread("Thread1", lockA, lockB));
// 让t1线程先获取lockB，再获取lockA
Thread t2 = new Thread(new DeadLockThread("Thread2", lockB, lockA));
t1.start();
t2.start();
}
当我们启动上述代码后，几乎每次都会进入死锁的状态，即程序一直的得不到结束，但是我们怎么确定程序就是进入了死锁状态呢？
二、死锁问题的定位
2.1 使用jstack工具
jdk中提供了jps和jstack两个工具，先jps查看进程ID，然后jstack查看异常未结束的进程信息；通过信息进一步分析代码问题；如下是对如上例子中的进程pid进行jstack分析的结论：
Found one Java-level deadlock:
=============================
"Thread-1":
waiting to lock monitor 0x000000001ccb11e8 (object 0x000000076b387cd8, a java.lang.String),
which is held by "Thread-0"
"Thread-0":
waiting to lock monitor 0x000000001ccb2f78 (object 0x000000076b387d10, a java.lang.String),
which is held by "Thread-1"
Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"Thread-1":
at cn.paic.zhangxun.restdemo.deadlock.DeadLockThread.run(DeadLockThread.java:26)
- waiting to lock <0x000000076b387cd8> (a java.lang.String)
- locked <0x000000076b387d10> (a java.lang.String)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
"Thread-0":
at cn.paic.zhangxun.restdemo.deadlock.DeadLockThread.run(DeadLockThread.java:26)
- waiting to lock <0x000000076b387d10> (a java.lang.String)
- locked <0x000000076b387cd8> (a java.lang.String)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Found 1 deadlock.
可以看到，jstack分析结果中明确指出了发生了deadlock现象，并且指出来了thead0和thread1两个线程发生了互相持有和等待对方需要的资源的死锁情况。
2.2 使用标准API扫描
使用Java提供的标准管理API，ThreadMXBean，其有findDeadlockedThreads方法可以找到死锁的地方；
public static void main(String[] args) {
ThreadMXBean mxBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
Runnable deadlockCheck = () -> {
long[] threadIds = mxBean.findDeadlockedThreads();
if(threadIds != null){
ThreadInfo[] threadInfos = mxBean.getThreadInfo(threadIds);
log.warn("发现死锁线程！！！");
for(ThreadInfo threadInfo:threadInfos){
log.info("死锁线程ID是{},名称是{}",threadInfo.getThreadId(), threadInfo.getThreadName());
}
}else{
log.info("当前未扫描到死锁线程......");
}
};
ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
// 第一次等2秒，后续每5秒扫描一次
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(deadlockCheck, 2L, 5L, TimeUnit.SECONDS);
}
该方法并没有检测到上述例子中的死锁，具体问题待以后确认。
2.3 代码扫描和代码评审
可以使用一些静态代码扫描工具，比如sonarlint、findbugs等进行代码的静态扫描；
同时加强代码评审，请有并发经验的同事一块看下。
三、如何修复死锁
绝大多数死锁问题都是无法在线解决的，只能找到程序问题之后重新发布解决。
四、如何避免死锁
首先，我们需要知道产生死锁的四个必要条件：
-
互斥；资源（锁）同一时间只能被一个线程使用；
-
占有且等待；一个线程占用资源后，等待获取别的资源；
-
不可抢占；线程已占有的资源自身不释放时别的线程不能抢占；
-
循环等待；每个线程都占用别的线程需要的资源并等待；
只要打破以上四个条件中的一个，死锁就不会发生了： -
尽量避免使用多个锁，并且只有需要时才持有锁，用完立即释放锁；嵌套的synchronized或者lock会非常容易导致问题；
-
尽量设计好获取锁的顺序，使之不会出现相互持有和等待对方锁的情况；
-
使用带超时的获取锁的方法；