实践讲解死锁及死锁检测（图+文+代码）

2024-07-05 01:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

1 缘起

在学习ArrayBlockingQueue（ABQ）的过程中，实现队列阻塞相关的功能是通过java.util.concurrent.locks.Condition，如enqueue的notEmpty和dequeue的notFull均是Condition，通过await实现等待，这里我由此想到了中断线程的知识，通过翻阅java.lang.Thread源码发现，Thread.stop、Thread.suspend和Thread.resume均被JDK1.8标记为Deprecated，源码中给出了说明文档：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/concurrency/threadPrimitiveDeprecation.html，说是多线程间不安全，可能形成死锁，于是，我就自己通过代码实现了一下死锁，同时，结合示意图以及时间序列图分析讲解死锁，并给出了死锁分析工具jconsole的是使用案例，检测运行的Java服务中是否有死锁，以及出现死锁的线程，帮助读者轻松应对知识考核与交流。

2 死锁

多个线程间相互申请锁住对方尚未释放的资源，如对象，方法等，线程间依赖等待对方释放资源，造成的死循环。死锁图例如下图所示，图中展示了线程T1和线程T2分别申请对象A和对象B而造成的死锁，初始化阶段，线程T1有对象A，线程T2持有对象B，死锁阶段，线程T1在线程T2持有对象B的阶段申请锁住对象B，线程T2在线程T1持有对象A的阶段申请锁住对象A，由于线程在各自占有资源的情况下，相互申请对方持有的资源，双方都不会退出资源申请，形成环形等待，即死锁。

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2.1 Code package com.monkey.java_study.lock; import com.monkey.java_study.common.entity.UserEntity; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; /** * 死锁测试. * * @author xindaqi * @since 2022-10-08 10:59 */ public class DeadLockTest { private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DeadLockTest.class); public static void main(String[] args) { UserEntity u1 = new UserEntity("0x001"); UserEntity u2 = new UserEntity("0x002"); Thread t1 = new Thread(() -> { synchronized (u1) { logger.info(">>>>>>>>>>T1 start"); try { logger.info(">>>>>>>>>>U1:{}", u1); synchronized (u2) { u2.setNickname("u2-edit"); logger.info(">>>>>>>>>>U2:{}", u2); } Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } }); Thread t2 = new Thread(() -> { synchronized (u2) { logger.info(">>>>>>>>>>T2 start"); try { Thread.sleep(2000); logger.info(">>>>>>>>>>U2:{}", u2); synchronized (u1) { u1.setNickname("u1-edit"); logger.info(">>>>>>>>>>U1:{}", u1); } } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } }); t1.start(); t2.start(); } } 2.2 结果

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3 死锁分析 3.1 时序图解

下面以时序分解的方式分析死锁，过程如下图所示。约定：线程T1，线程T2，对象A，对象B 线程T1占有对象A的时间段：[t1, t1+4] 线程T2占有对象B的时间段：[t1+1, t1+4] 线程T1在t1+2时刻申请对象B，此时对象B仍被线程T2持有，线程T1若想申请并锁住对象B，需要等到线程T2释放对象B，线程T2在t1+3时刻申请对象A，此时对象A仍被线程T1持有，线程T2若想申请并锁住对象A，需要等到线程T1释放对象A，然而在线程各自占有资源期间，申请了对方尚未释放的资源，相互等待，形成等待环，即死锁。在这里插入图片描述

3.2 jconsole排查死锁 3.2.1 打开jconsole

jconsole是JDK（1.8）自带的工具，安装JDK后可直接使用，控制台输入jconsole即可调用jconsole客户端，图形界面如下图所示。由图可知，jconsole监控了运行的Java进程，既可以连接本地Java进行，又可以连接远程的Java进程，这里选择DeadLockTest测试死锁的Java进程，并连接。在这里插入图片描述

3.2.2 连接Java进程

本地Java进程没有配置SSL安全连接，因此jconsole连接时会提示非安全连接，如下图所示，这里选择不安全的连接，连接DeadLockTest进程。在这里插入图片描述

3.2.3 线程

进入监控页面后，选择线程属性，如下图所示，下方有检测死锁的按钮，点击即可检测当前Java进程中的死锁。在这里插入图片描述

3.2.4 死锁

检测死锁后，发现该DeadLockTest进程中存在死锁线程，如下图所示，发生死锁的线程为Thread-1和Thread-2。初始化：线程Thread-1持有对象A（UserEntity@27b4a46d）线程Thread-2持有对象B（UserEntity@37a0d490）

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Thread-2信息对于线程Thread-2，如下图所示，由状态可知：申请并锁定对象A（UserEntity@27b4a46d）时，该对象被线程Thread-1持有；由堆栈跟踪可知：线程Thread-2锁定对象B（UserEntity@37a0d490），由总阻止数可知：由于申请的资源被其他线程占有，因此，阻止获取对象A（UserEntity@27b4a46d）。在这里插入图片描述

Thread-1信息对于线程Thread-1，如下图所示，由状态可知：申请并锁定对象B（UserEntity@37a0d490）时，该对象被线程Thread-2持有；由堆栈跟踪可知：线程Thread-1锁定对象A（UserEntity@27b4a46d），由总阻止数可知：由于申请的资源被其他线程占有，因此，阻止获取对象B（UserEntity@37a0d490）。在这里插入图片描述

4 小结

（1）死锁：多个线程间相互申请锁住对方尚未释放的资源，如对象，方法等，线程间依赖等待对方释放资源，造成的死循环。（2）Thread以标记弃用：Thread.suspend、Thread.resume和Thread.stop，因会造成死锁；（3）Thread停止推荐使用Thread.interrupt。

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