死锁产生的原因以及举例,如何解决
何为死锁: 多进程或多线程中,因争夺资源而造成一种互相等待的现象,若无外部处理作用,她们将无限等待下去
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死锁产生的原因:
- 系统资源不足
- 进程或线程推进的顺序不恰当
- 资源分配不当
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死锁形成条件
- 互斥条件:进程在某一时间内独占资源
- 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞,对获得资源保持不放
- 不剥夺条件:进程未使用完资源,不得强制剥夺
- 循环等待条件:各种进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系
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常见死锁举例
- 单线程忘记释放锁,下次请求时就会一直等待
解决:确保对应的释放锁
- 单线程忘记释放锁,下次请求时就会一直等待
void data_process()
{
lock();
if(/error happen/)
{
return;
}
unlock();
}
```
- 单线程重复申请锁
解决:
void sub_fun()
{
lock();
doingsometh();
unclog();
}
void data_process()
{
lock()
sub_fun();
unlock();
}
- 多线程多锁申请
void thread_process1()
{
lock(a);
lock(b);
dosometh();
unlock(b);
unlock(a);
}
void thread_process2()
{
lock(b);
lock(a);
dosometh();
unlock(a);
unlock(b);
}
线程获取a资源后,CPU切换到线程2去获取b资源,并且线程2等待获取a资源,这个时候线程1去获取b资源, 由于线程1获取了a资源还没释放,线程2等待, 线程2获取了b资源也没释放,导致线程1的等待,造成两个线程相互等待,引起死锁
- 环形死锁
多个线程申请锁的顺序形成相互依赖的环形
A-B-C-D-A;
- 针对3,4两个实例如何解决呢?
- 注意加锁顺序
当多个线程需要相同的一些锁,但是按照不同的顺序加锁,死锁就很容易产生,如实例3.
弊端如果能确保线程都是按照相同的顺序获得锁,那么死锁就不会发生了
- 注意加锁顺序
加锁时限
以上1方法的前提是实现知道可能会用到的锁,但实际有时候是无法预知的
尝试获取锁的时候设一个超时时间,如果超过时间,就释放自己所获得的锁(这个时候有可能死锁的存在,所以释放自己获得的锁)过一段时间重试
弊端 如果获取资源的线程执行时间较长会导致资源不释放,那么另外的线程获取资源时超时的几率就很大 导致重试。另外有很多线程都依赖相同锁时,就算有超时和回退,还是会导致这些线程重复的尝试但却始终得不到锁。死锁检测
死锁检测是一个更好的死锁预防机制,它主要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。
每当一个线程获取了锁,会在线程和锁相关的数据结构中将其记下。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。
当一个线程请求锁失败时,这个线程可以遍历锁关系图是否有死锁发生。这个检测算法就比较复杂了。
如果检测到确有死锁,那么释放所有锁,回退,并且等待一段随机的时间重试。类似超时机制,不过这中case是在死锁确实发生时执行,而不是因为加锁请求超时。