1、死鎖是什麼？

死鎖是指兩個或多個事務在同一資源上相互佔用，並請求鎖定對方的資源，從而導致惡性迴圈的現象。

當多個程序因競爭資源而造成的一種僵局（互相等待），若無外力作用，這些程序都將無法向前推進，這種情況就是死鎖。

很顯然，如果沒有外力的作用，那麼死鎖涉及到的各個程序都將永遠處於封鎖狀態。

2、死鎖產生的四個必要條件

（1）互斥條件：程序要求對所分配的資源（如印表機）進行排他性控制，即在一段時間內某資源僅為一個程序所佔有。此時若有其他程序請求該資源，則請求程序只能等待。

（2）不剝奪條件：程序所獲得的資源在未使用完畢之前，不能被其他程序強行奪走，即只能由獲得該資源的程序自己來釋放（只能是主動釋放)。

（3）請求和保持條件：程序已經保持了至少一個資源，但又提出了新的資源請求，而該資源已被其他程序佔有，此時請求程序被阻塞，但對自己已獲得的資源保持不放。

（4）迴圈等待條件：存在一種程序資源的迴圈等待鏈，鏈中每一個程序已獲得的資源同時被鏈中下一個程序所請求。

3、死鎖的產生原因

（1）競爭資源引起程序死鎖

當系統中供多個程序共享的資源如印表機、公用佇列等等，其數目不足以滿足諸程序的需要時，會引起諸程序對資源的競爭而產生死鎖。

（2）可剝奪資源和不可剝奪資源

可剝奪資源，是指某程序在獲得這類資源後，該資源可以再被其他程序或系統剝奪。例如，優先權高的程序可以剝奪優先權低的程序的處理機。又如，記憶體區可由儲存器管理程式，把一個程序從一個儲存區移到另一個儲存區，此即剝奪了該程序原來佔有的儲存區，甚至可將一程序從記憶體調到外存上，可見，CPU和主存均屬於可剝奪性資源。

不可剝奪資源，當系統把這類資源分配給某程序後，再不能強行收回，只能在程序用完後自行釋放，如磁帶機、印表機等。

（3）競爭不可剝奪資源

在系統中所配置的不可剝奪資源，由於它們的數量不能滿足諸程序執行的需要，會使程序在執行過程中，因爭奪這些資源而陷於僵局。

例如，系統中只有一臺印表機R1和一臺磁帶機R2，可供程序P1和P2共享。假定PI已佔用了印表機R1，P2已佔用了磁帶機R2，若P2繼續要求印表機R1，P2將阻塞；P1若又要求磁帶機，P1也將阻塞。

於是，在P1和P2之間就形成了僵局，兩個程序都在等待對方釋放自己所需要的資源，但是它們又都因不能繼續獲得自己所需要的資源而不能繼續推進，從而也不能釋放自己所佔有的資源，以致進入死鎖狀態。

（4）競爭臨時資源

上面所說的印表機資源屬於可順序重複使用型資源，稱為永久資源。還有一種所謂的臨時資源，這是指由一個程序產生，被另一個程序使用，短時間後便無用的資源，故也稱為消耗性資源，如硬體中斷、訊號、訊息、緩衝區內的訊息等，它也可能引起死鎖。

例如，SI，S2，S3是臨時性資源，程序P1產生訊息S1，又要求從P3接收訊息S3；程序P3產生訊息S3，又要求從程序P2處接收訊息S2；程序P2產生訊息S2，又要求從P1處接收產生的訊息S1。

如果訊息通訊按如下順序進行：

P1: ···Relese（S1）；Request（S3）； ···

P2: ···Relese（S2）；Request（S1）； ···

P3: ···Relese（S3）；Request（S2）； ···

並不可能發生死鎖。但若改成下述的執行順序：

P1: ···Request（S3）；Relese（S1）；···

P2: ···Request（S1）；Relese（S2）； ···

P3: ···Request（S2）；Relese（S3）； ···

則可能發生死鎖。

4、常用解決死鎖的方法

（1）如果不同程式會併發存取多個表，儘量約定以相同的順序訪問表，可以大大降低死鎖機會。

（2）在同一個事務中，儘可能做到一次鎖定所需要的所有資源，減少死鎖產生概率。

（3）對於非常容易產生死鎖的業務部分，可以嘗試使用升級鎖定顆粒度，通過表級鎖定來減少死鎖產生的概率。

（4）如果業務處理不好，可以用分散式事務鎖或者使用樂觀鎖。

5、如何確保 N 個執行緒可以訪問 N 個資源，同時又不導致死鎖？

使用多執行緒的時候，一種非常簡單的避免死鎖的方式就是：指定獲取鎖的順序，並強制執行緒按照指定的順序獲取鎖。

因此，如果所有的執行緒都是以同樣的順序加鎖和釋放鎖，就不會出現死鎖了。

6、編寫一個將導致死鎖的Java程式？

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DeadLockTest {

    public static void main(String[] args) {

        String itemA = "itemA";
        String itemB = "itemB";

        // 死鎖
        new Thread(new MyThread(itemA,itemB),"Thread01").start(); // 持有 A 資源，想拿 B 資源
        new Thread(new MyThread(itemB,itemA),"Thread02").start(); // 持有 B 資源，想拿 A 資源
    }
}

class MyThread implements Runnable {

    private String itemA;
    private String itemB;

    public MyThread(String itemA, String itemB) {
        this.itemA = itemA;
        this.itemB = itemB;
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (itemA) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " item: " + itemA + " => get " + itemB);

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            synchronized (itemB) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " item: " + itemB + " => get " + itemA);
            }
        }
    }
}

示意圖