死锁（Dead Lock）指的是两个或两个以上的运算单元（进程、线程或协程），都在等待对方停止执行，以取得系统资源，但是没有一方提前退出，就称为死锁。
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1.死锁演示

死锁的形成分为两个方面，一个是使用内置锁 synchronized 形成的死锁，另一种是使用显式锁 Lock 实现的死锁，接下来我们分别来看。

1.1 死锁 synchronized 版

  1. public class DeadLockExample {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         Object lockA = new Object(); // 创建锁 A
  4.         Object lockB = new Object(); // 创建锁 B
  6.         // 创建线程 1
  7.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
  8.             @Override
  9.             public void run() {
  10.                 // 先获取锁 A
  11.                 synchronized (lockA) {
  12.                     System.out.println("线程 1:获取到锁 A!");
  13.                     try {
  14.                         Thread.sleep(1000);
  15.                     } catch (InterruptedException e) {
  16.                         e.printStackTrace();
  17.                     }
  18.                     // 尝试获取锁 B
  19.                     System.out.println("线程 1:等待获取 B...");
  20.                     synchronized (lockB) {
  21.                         System.out.println("线程 1:获取到锁 B!");
  22.                     }
  23.                 }
  24.             }
  25.         });
  26.         t1.start(); // 运行线程
  28.         // 创建线程 2
  29.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
  30.             @Override
  31.             public void run() {
  32.                 // 先获取锁 B
  33.                 synchronized (lockB) {
  34.                     System.out.println("线程 2:获取到锁 B!");
  35.                     try {
  36.                         Thread.sleep(1000);
  37.                     } catch (InterruptedException e) {
  38.                         e.printStackTrace();
  39.                     }
  40.                     // 尝试获取锁 A
  41.                     System.out.println("线程 2:等待获取 A...");
  42.                     synchronized (lockA) {
  43.                         System.out.println("线程 2:获取到锁 A!");
  44.                     }
  45.                 }
  46.             }
  47.         });
  48.         t2.start(); // 运行线程
  49.     }
  50. }

以上程序的执行结果如下：
image.png
从上述结果可以看出，线程 1 和线程 2 都在等待对方释放锁，这样就造成了死锁问题。

1.2 死锁 Lock 版

  1. import java.util.concurrent.locks.Lock;
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  4. public class DeadLockByReentrantLockExample {
  5.     public static void main(String[] args) {
  6.         Lock lockA = new ReentrantLock(); // 创建锁 A
  7.         Lock lockB = new ReentrantLock(); // 创建锁 B
  9.         // 创建线程 1
  10.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
  11.             @Override
  12.             public void run() {
  13.                 lockA.lock(); // 加锁
  14.                 System.out.println("线程 1:获取到锁 A!");
  15.                 try {
  16.                     Thread.sleep(1000);
  17.                     System.out.println("线程 1:等待获取 B...");
  18.                     lockB.lock(); // 加锁
  19.                     try {
  20.                         System.out.println("线程 1:获取到锁 B!");
  21.                     } finally {
  22.                         lockB.unlock(); // 释放锁
  23.                     }
  24.                 } catch (InterruptedException e) {
  25.                     e.printStackTrace();
  26.                 } finally {
  27.                     lockA.unlock(); // 释放锁
  28.                 }
  29.             }
  30.         });
  31.         t1.start(); // 运行线程
  33.         // 创建线程 2
  34.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
  35.             @Override
  36.             public void run() {
  37.                 lockB.lock(); // 加锁
  38.                 System.out.println("线程 2:获取到锁 B!");
  39.                 try {
  40.                     Thread.sleep(1000);
  41.                     System.out.println("线程 2:等待获取 A...");
  42.                     lockA.lock(); // 加锁
  43.                     try {
  44.                         System.out.println("线程 2:获取到锁 A!");
  45.                     } finally {
  46.                         lockA.unlock(); // 释放锁
  47.                     }
  48.                 } catch (InterruptedException e) {
  49.                     e.printStackTrace();
  50.                 } finally {
  51.                     lockB.unlock(); // 释放锁
  52.                 }
  53.             }
  54.         });
  55.         t2.start(); // 运行线程
  56.     }
  57. }

以上程序的执行结果如下：
image.png

2.死锁产生原因

通过以上示例，我们可以得出结论，要产生死锁需要满足以下 4 个条件：

  1. 互斥条件：指运算单元（进程、线程或协程）对所分配到的资源具有排它性，也就是说在一段时间内某个锁资源只能被一个运算单元所占用。
  2. 请求和保持条件：指运算单元已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它运算单元占有，此时请求运算单元阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。
  3. 不可剥夺条件：指运算单元已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺。
  4. 环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在运算单元和资源的环形链，即运算单元正在等待另一个运算单元占用的资源，而对方又在等待自己占用的资源，从而造成环路等待的情况。

只有以上 4 个条件同时满足，才会造成死锁问题。

3.死锁排查工具

如果程序出现死锁问题，可通过以下 4 种方案中的任意一种进行分析和排查。

3.1 jstack

我们在使用 jstack 之前，先要通过 jps 得到运行程序的进程 ID，使用方法如下：
image.png
“jps -l”可以查询本机所有的 Java 程序，jps（Java Virtual Machine Process Status Tool）是 Java 提供的一个显示当前所有 Java 进程 pid 的命令，适合在 linux/unix/windows 平台上简单查看当前 Java 进程的一些简单情况，“-l”用于输出进程 pid 和运行程序完整路径名（包名和类名）。

有了进程 ID（PID）之后，我们就可以使用“jstack -l PID”来发现死锁问题了，如下图所示：
image.png
jstack 用于生成 Java 虚拟机当前时刻的线程快照，“-l”表示长列表（long），打印关于锁的附加信息。

PS：可以使用 jstack -help 查看更多命令使用说明。

3.2 jconsole

使用 jconsole 需要打开 JDK 的 bin 目录，找到 jconsole 并双击打开，如下图所示：
image.png
然后选择要调试的程序，如下图所示：
image.png
之后点击连接进入，选择“不安全的连接”进入监控主页，如下图所示：
image.png
image.png
之后切换到“线程”模块，点击“检测死锁”按钮，如下图所示：
image.png
之后稍等片刻就会检测出死锁的相关信息，如下图所示：
image.png

3.3 jvisualvm

jvisualvm 也在 JDK 的 bin 目录中，同样是双击打开：
image.png
稍等几秒之后，jvisualvm 中就会出现本地的所有 Java 程序，如下图所示：
image.png
双击选择要调试的程序：
image.png
单击鼠标进入“线程”模块，如下图所示：
image.png
从上图可以看出，当我们切换到线程一栏之后就会直接显示出死锁信息，之后点击“线程 Dump”生成死锁的详情信息，如下图所示：
image.png

3.4 jmc

jmc 是 Oracle Java Mission Control 的缩写，是一个对 Java 程序进行管理、监控、概要分析和故障排查的工具套件。它也是在 JDK 的 bin 目录中，同样是双击启动，如下图所示：
image.png
jmc 主页信息如下：
image.png
之后选中要排查的程序，右键“启动 JMX 控制台”查看此程序的详细内容，如下图所示：
image.png
image.png
然后点击“线程”，勾中“死锁检测”就可以发现死锁和死锁的详情信息，如下图所示：
image.png

4.死锁解决方案

4.1 死锁解决方案分析

接下来我们来分析一下，产生死锁的 4 个条件，哪些是可以破坏的？哪些是不能被破坏的？

  • 互斥条件：系统特性，不能被破坏。
  • 请求和保持条件：可以被破坏。
  • 不可剥夺条件：系统特性，不能被破坏。
  • 环路等待条件：可以被破坏。

通过上述分析，我们可以得出结论，我们只能通过破坏请求和保持条件或者是环路等待条件，从而来解决死锁的问题，那上线，我们就先从破坏“环路等待条件”开始来解决死锁问题。

4.2 解决方案1：顺序锁

所谓的顺序锁指的是通过有顺序的获取锁，从而避免产生环路等待条件，从而解决死锁问题的。

当我们没有使用顺序锁时，程序的执行可能是这样的：
image.png
线程 1 先获取了锁 A，再获取锁 B，线程 2 与 线程 1 同时执行，线程 2 先获取锁 B，再获取锁 A，这样双方都先占用了各自的资源（锁 A 和锁 B）之后，再尝试获取对方的锁，从而造成了环路等待问题，最后造成了死锁的问题。

此时我们只需要将线程 1 和线程 2 获取锁的顺序进行统一，也就是线程 1 和线程 2 同时执行之后，都先获取锁 A，再获取锁 B，执行流程如下图所示：
image.png
因为只有一个线程能成功获取到锁 A，没有获取到锁 A 的线程就会等待先获取锁 A，此时得到锁 A 的线程继续获取锁 B，因为没有线程争抢和拥有锁 B，那么得到锁 A 的线程就会顺利的拥有锁 B，之后执行相应的代码再将锁资源全部释放，然后另一个等待获取锁 A 的线程就可以成功获取到锁资源，执行后续的代码，这样就不会出现死锁的问题了。

顺序锁的实现代码如下所示：

  1. public class SolveDeadLockExample {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         Object lockA = new Object(); // 创建锁 A
  4.         Object lockB = new Object(); // 创建锁 B
  5.         // 创建线程 1
  6.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
  7.             @Override
  8.             public void run() {
  9.                 synchronized (lockA) {
  10.                     System.out.println("线程 1:获取到锁 A!");
  11.                     try {
  12.                         Thread.sleep(1000);
  13.                     } catch (InterruptedException e) {
  14.                         e.printStackTrace();
  15.                     }
  16.                     System.out.println("线程 1:等待获取 B...");
  17.                     synchronized (lockB) {
  18.                         System.out.println("线程 1:获取到锁 B!");
  19.                     }
  20.                 }
  21.             }
  22.         });
  23.         t1.start(); // 运行线程
  24.         // 创建线程 2
  25.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
  26.             @Override
  27.             public void run() {
  28.                 synchronized (lockA) {
  29.                     System.out.println("线程 2:获取到锁 A!");
  30.                     try {
  31.                         Thread.sleep(1000);
  32.                     } catch (InterruptedException e) {
  33.                         e.printStackTrace();
  34.                     }
  35.                     System.out.println("线程 2:等待获取B...");
  36.                     synchronized (lockB) {
  37.                         System.out.println("线程 2:获取到锁 B!");
  38.                     }
  39.                 }
  40.             }
  41.         });
  42.         t2.start(); // 运行线程
  43.     }
  44. }

以上程序的执行结果如下：
image.png
从上述执行结果可以看出，程序并没有出现死锁的问题。

4.3 解决方案2：轮询锁

轮询锁是通过打破“请求和保持条件”来避免造成死锁的，它的实现思路简单来说就是通过轮询来尝试获取锁，如果有一个锁获取失败，则释放当前线程拥有的所有锁，等待下一轮再尝试获取锁。

轮询锁的实现需要使用到 ReentrantLock 的 tryLock 方法，具体实现代码如下：

  1. import java.util.concurrent.locks.Lock;
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  4. public class SolveDeadLockExample {
  6.     public static void main(String[] args) {
  7.         Lock lockA = new ReentrantLock(); // 创建锁 A
  8.         Lock lockB = new ReentrantLock(); // 创建锁 B
  10.         // 创建线程 1(使用轮询锁)
  11.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
  12.             @Override
  13.             public void run() {
  14.                 // 调用轮询锁
  15.                 pollingLock(lockA, lockB);
  16.             }
  17.         });
  18.         t1.start(); // 运行线程
  20.         // 创建线程 2
  21.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
  22.             @Override
  23.             public void run() {
  24.                 lockB.lock(); // 加锁
  25.                 System.out.println("线程 2:获取到锁 B!");
  26.                 try {
  27.                     Thread.sleep(1000);
  28.                     System.out.println("线程 2:等待获取 A...");
  29.                     lockA.lock(); // 加锁
  30.                     try {
  31.                         System.out.println("线程 2:获取到锁 A!");
  32.                     } finally {
  33.                         lockA.unlock(); // 释放锁
  34.                     }
  35.                 } catch (InterruptedException e) {
  36.                     e.printStackTrace();
  37.                 } finally {
  38.                     lockB.unlock(); // 释放锁
  39.                 }
  40.             }
  41.         });
  42.         t2.start(); // 运行线程
  43.     }
  45.      /**
  46.      * 轮询锁
  47.      */
  48.     public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB) {
  49.         while (true) {
  50.             if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁
  51.                 System.out.println("线程 1:获取到锁 A!");
  52.                 try {
  53.                     Thread.sleep(1000);
  54.                     System.out.println("线程 1:等待获取 B...");
  55.                     if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁
  56.                         try {
  57.                             System.out.println("线程 1:获取到锁 B!");
  58.                         } finally {
  59.                             lockB.unlock(); // 释放锁
  60.                             System.out.println("线程 1:释放锁 B.");
  61.                             break;
  62.                         }
  63.                     }
  64.                 } catch (InterruptedException e) {
  65.                     e.printStackTrace();
  66.                 } finally {
  67.                     lockA.unlock(); // 释放锁
  68.                     System.out.println("线程 1:释放锁 A.");
  69.                 }
  70.             }
  71.             // 等待一秒再继续执行
  72.             try {
  73.                 Thread.sleep(1000);
  74.             } catch (InterruptedException e) {
  75.                 e.printStackTrace();
  76.             }
  77.         }
  78.     }
  79. }

以上程序的执行结果如下：
image.png
从上述结果可以看出，以上代码也没有出现死锁的问题。

4.4 轮询锁优化

使用轮询锁虽然可以解决死锁的问题，但并不是完美无缺的，比如以下这些问题。

4.4.1 问题1：死循环

以上简易版的轮询锁，如果遇到有一个线程一直霸占或者长时间霸占锁资源的情况，就会导致这个轮询锁进入死循环的状态，它会尝试一直获取锁资源，这样就会造成新的问题，带来不必要的性能开销，具体示例如下。

反例
  1. import java.util.concurrent.locks.Lock;
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  4. public class SolveDeadLockExample {
  6.     public static void main(String[] args) {
  7.         Lock lockA = new ReentrantLock(); // 创建锁 A
  8.         Lock lockB = new ReentrantLock(); // 创建锁 B
  10.         // 创建线程 1(使用轮询锁)
  11.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
  12.             @Override
  13.             public void run() {
  14.                 // 调用轮询锁
  15.                 pollingLock(lockA, lockB);
  16.             }
  17.         });
  18.         t1.start(); // 运行线程
  20.         // 创建线程 2
  21.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
  22.             @Override
  23.             public void run() {
  24.                 lockB.lock(); // 加锁
  25.                 System.out.println("线程 2:获取到锁 B!");
  26.                 try {
  27.                     Thread.sleep(1000);
  28.                     System.out.println("线程 2:等待获取 A...");
  29.                     lockA.lock(); // 加锁
  30.                     try {
  31.                         System.out.println("线程 2:获取到锁 A!");
  32.                     } finally {
  33.                         lockA.unlock(); // 释放锁
  34.                     }
  35.                 } catch (InterruptedException e) {
  36.                     e.printStackTrace();
  37.                 } finally {
  38.                     // 如果此处代码未执行，线程 2 一直未释放锁资源
  39.                     // lockB.unlock(); 
  40.                 }
  41.             }
  42.         });
  43.         t2.start(); // 运行线程
  44.     }
  46.     /**
  47.      * 轮询锁
  48.      */
  49.     public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB) {
  50.         while (true) {
  51.             if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁
  52.                 System.out.println("线程 1:获取到锁 A!");
  53.                 try {
  54.                     Thread.sleep(1000);
  55.                     System.out.println("线程 1:等待获取 B...");
  56.                     if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁
  57.                         try {
  58.                             System.out.println("线程 1:获取到锁 B!");
  59.                         } finally {
  60.                             lockB.unlock(); // 释放锁
  61.                             System.out.println("线程 1:释放锁 B.");
  62.                             break;
  63.                         }
  64.                     }
  65.                 } catch (InterruptedException e) {
  66.                     e.printStackTrace();
  67.                 } finally {
  68.                     lockA.unlock(); // 释放锁
  69.                     System.out.println("线程 1:释放锁 A.");
  70.                 }
  71.             }
  72.             // 等待一秒再继续执行
  73.             try {
  74.                 Thread.sleep(1000);
  75.             } catch (InterruptedException e) {
  76.                 e.printStackTrace();
  77.             }
  78.         }
  79.     }
  80. }

以上代码的执行结果如下：
image.png
从上述结果可以看出，线程 1 轮询锁进入了死循环的状态。

优化版

针对以上死循环的情况，我们可以改进的思路有以下两种：

  1. 添加最大次数限制：如果经过了 n 次尝试获取锁之后，还未获取到锁，则认为获取锁失败，执行失败策略之后终止轮询（失败策略可以是记录日志或其他操作）；
  2. 添加最大时长限制：如果经过了 n 秒尝试获取锁之后，还未获取到锁，则认为获取锁失败，执行失败策略之后终止轮询。

以上策略任选其一就可以解决死循环的问题，出于实现成本的考虑，我们可以采用轮询最大次数的方式来改进轮询锁，具体实现代码如下：

  1. import java.util.concurrent.locks.Lock;
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  4. public class SolveDeadLockExample {
  6.     public static void main(String[] args) {
  7.         Lock lockA = new ReentrantLock(); // 创建锁 A
  8.         Lock lockB = new ReentrantLock(); // 创建锁 B
  10.         // 创建线程 1(使用轮询锁)
  11.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
  12.             @Override
  13.             public void run() {
  14.                 // 调用轮询锁
  15.                 pollingLock(lockA, lockB, 3);
  16.             }
  17.         });
  18.         t1.start(); // 运行线程
  20.         // 创建线程 2
  21.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
  22.             @Override
  23.             public void run() {
  24.                 lockB.lock(); // 加锁
  25.                 System.out.println("线程 2:获取到锁 B!");
  26.                 try {
  27.                     Thread.sleep(1000);
  28.                     System.out.println("线程 2:等待获取 A...");
  29.                     lockA.lock(); // 加锁
  30.                     try {
  31.                         System.out.println("线程 2:获取到锁 A!");
  32.                     } finally {
  33.                         lockA.unlock(); // 释放锁
  34.                     }
  35.                 } catch (InterruptedException e) {
  36.                     e.printStackTrace();
  37.                 } finally {
  38.                     // 线程 2 忘记释放锁资源
  39.                     // lockB.unlock(); // 释放锁
  40.                 }
  41.             }
  42.         });
  43.         t2.start(); // 运行线程
  44.     }
  46.     /**
  47.      * 轮询锁
  48.      *
  49.      * maxCount：最大轮询次数
  50.      */
  51.     public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB, int maxCount) {
  52.         // 轮询次数计数器
  53.         int count = 0;
  54.         while (true) {
  55.             if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁
  56.                 System.out.println("线程 1:获取到锁 A!");
  57.                 try {
  58.                     Thread.sleep(1000);
  59.                     System.out.println("线程 1:等待获取 B...");
  60.                     if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁
  61.                         try {
  62.                             System.out.println("线程 1:获取到锁 B!");
  63.                         } finally {
  64.                             lockB.unlock(); // 释放锁
  65.                             System.out.println("线程 1:释放锁 B.");
  66.                             break;
  67.                         }
  68.                     }
  69.                 } catch (InterruptedException e) {
  70.                     e.printStackTrace();
  71.                 } finally {
  72.                     lockA.unlock(); // 释放锁
  73.                     System.out.println("线程 1:释放锁 A.");
  74.                 }
  75.             }
  77.             // 判断是否已经超过最大次数限制
  78.             if (count++ > maxCount) {
  79.                 // 终止循环
  80.                 System.out.println("轮询锁获取失败,记录日志或执行其他失败策略");
  81.                 return;
  82.             }
  84.             // 等待一秒再继续尝试获取锁
  85.             try {
  86.                 Thread.sleep(1000);
  87.             } catch (InterruptedException e) {
  88.                 e.printStackTrace();
  89.             }
  90.         }
  91.     }
  92. }

以上代码的执行结果如下：
image.png
从以上结果可以看出，当我们改进之后，轮询锁就不会出现死循环的问题了，它会尝试一定次数之后终止执行。

4.4.2 问题2：线程饿死

我们以上的轮询锁的轮询等待时间是固定时间，如下代码所示：

  1. // 等待 1s 再尝试获取（轮询）锁
  2. try {
  3.     Thread.sleep(1000);
  4. } catch (InterruptedException e) {
  5.     e.printStackTrace();
  6. }

这样在特殊情况下会造成线程饿死的问题，也就是轮询锁一直获取不到锁的问题，比如以下示例。

反例
  1. import java.util.concurrent.locks.Lock;
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  4. public class SolveDeadLockExample {
  6.     public static void main(String[] args) {
  7.         Lock lockA = new ReentrantLock(); // 创建锁 A
  8.         Lock lockB = new ReentrantLock(); // 创建锁 B
  10.         // 创建线程 1(使用轮询锁)
  11.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
  12.             @Override
  13.             public void run() {
  14.                 // 调用轮询锁
  15.                 pollingLock(lockA, lockB, 3);
  16.             }
  17.         });
  18.         t1.start(); // 运行线程
  20.         // 创建线程 2
  21.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
  22.             @Override
  23.             public void run() {
  24.                 while (true) {
  25.                     lockB.lock(); // 加锁
  26.                     System.out.println("线程 2:获取到锁 B!");
  27.                     try {
  28.                         System.out.println("线程 2:等待获取 A...");
  29.                         lockA.lock(); // 加锁
  30.                         try {
  31.                             System.out.println("线程 2:获取到锁 A!");
  32.                         } finally {
  33.                             lockA.unlock(); // 释放锁
  34.                         }
  35.                     } finally {
  36.                         lockB.unlock(); // 释放锁
  37.                     }
  38.                     // 等待一秒之后继续执行
  39.                     try {
  40.                         Thread.sleep(1000);
  41.                     } catch (InterruptedException e) {
  42.                         e.printStackTrace();
  43.                     }
  44.                 }
  45.             }
  46.         });
  47.         t2.start(); // 运行线程
  48.     }
  50.     /**
  51.      * 轮询锁
  52.      */
  53.     public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB, int maxCount) {
  54.         // 循环次数计数器
  55.         int count = 0;
  56.         while (true) {
  57.             if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁
  58.                 System.out.println("线程 1:获取到锁 A!");
  59.                 try {
  60.                     Thread.sleep(100); // 等待 0.1s(获取锁需要的时间)
  61.                     System.out.println("线程 1:等待获取 B...");
  62.                     if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁
  63.                         try {
  64.                             System.out.println("线程 1:获取到锁 B!");
  65.                         } finally {
  66.                             lockB.unlock(); // 释放锁
  67.                             System.out.println("线程 1:释放锁 B.");
  68.                             break;
  69.                         }
  70.                     }
  71.                 } catch (InterruptedException e) {
  72.                     e.printStackTrace();
  73.                 } finally {
  74.                     lockA.unlock(); // 释放锁
  75.                     System.out.println("线程 1:释放锁 A.");
  76.                 }
  77.             }
  79.             // 判断是否已经超过最大次数限制
  80.             if (count++ > maxCount) {
  81.                 // 终止循环
  82.                 System.out.println("轮询锁获取失败,记录日志或执行其他失败策略");
  83.                 return;
  84.             }
  86.             // 等待一秒再继续尝试获取锁
  87.             try {
  88.                 Thread.sleep(1000);
  89.             } catch (InterruptedException e) {
  90.                 e.printStackTrace();
  91.             }
  92.         }
  93.     }
  94. }

以上代码的执行结果如下：
image.png
从上述结果可以看出，线程 1（轮询锁）一直未成功获取到锁，造成这种结果的原因是：线程 1 每次轮询的等待时间为固定的 1s，而线程 2 也是相同的频率，每 1s 获取一次锁，这样就会导致线程 2 会一直先成功获取到锁，而线程 1 则会一直处于“饿死”的情况，执行流程如下图所示：
image.png

优化版

接下来，我们可以将轮询锁的固定等待时间，改进为固定时间 + 随机时间的方式，这样就可以避免因为获取锁的频率一致，而造成轮询锁“饿死”的问题了，具体实现代码如下：

  1. import java.util.Random;
  2. import java.util.concurrent.locks.Lock;
  3. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  5. public class SolveDeadLockExample {
  6.     private static Random rdm = new Random();
  8.     public static void main(String[] args) {
  9.         Lock lockA = new ReentrantLock(); // 创建锁 A
  10.         Lock lockB = new ReentrantLock(); // 创建锁 B
  12.         // 创建线程 1(使用轮询锁)
  13.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
  14.             @Override
  15.             public void run() {
  16.                 // 调用轮询锁
  17.                 pollingLock(lockA, lockB, 3);
  18.             }
  19.         });
  20.         t1.start(); // 运行线程
  22.         // 创建线程 2
  23.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
  24.             @Override
  25.             public void run() {
  26.                 while (true) {
  27.                     lockB.lock(); // 加锁
  28.                     System.out.println("线程 2:获取到锁 B!");
  29.                     try {
  30.                         System.out.println("线程 2:等待获取 A...");
  31.                         lockA.lock(); // 加锁
  32.                         try {
  33.                             System.out.println("线程 2:获取到锁 A!");
  34.                         } finally {
  35.                             lockA.unlock(); // 释放锁
  36.                         }
  37.                     } finally {
  38.                         lockB.unlock(); // 释放锁
  39.                     }
  40.                     // 等待一秒之后继续执行
  41.                     try {
  42.                         Thread.sleep(1000);
  43.                     } catch (InterruptedException e) {
  44.                         e.printStackTrace();
  45.                     }
  46.                 }
  47.             }
  48.         });
  49.         t2.start(); // 运行线程
  50.     }
  52.     /**
  53.      * 轮询锁
  54.      */
  55.     public static void pollingLock(Lock lockA, Lock lockB, int maxCount) {
  56.         // 循环次数计数器
  57.         int count = 0;
  58.         while (true) {
  59.             if (lockA.tryLock()) { // 尝试获取锁
  60.                 System.out.println("线程 1:获取到锁 A!");
  61.                 try {
  62.                     Thread.sleep(100); // 等待 0.1s(获取锁需要的时间)
  63.                     System.out.println("线程 1:等待获取 B...");
  64.                     if (lockB.tryLock()) { // 尝试获取锁
  65.                         try {
  66.                             System.out.println("线程 1:获取到锁 B!");
  67.                         } finally {
  68.                             lockB.unlock(); // 释放锁
  69.                             System.out.println("线程 1:释放锁 B.");
  70.                             break;
  71.                         }
  72.                     }
  73.                 } catch (InterruptedException e) {
  74.                     e.printStackTrace();
  75.                 } finally {
  76.                     lockA.unlock(); // 释放锁
  77.                     System.out.println("线程 1:释放锁 A.");
  78.                 }
  79.             }
  81.             // 判断是否已经超过最大次数限制
  82.             if (count++ > maxCount) {
  83.                 // 终止循环
  84.                 System.out.println("轮询锁获取失败,记录日志或执行其他失败策略");
  85.                 return;
  86.             }
  88.             // 等待一定时间(固定时间 + 随机时间)之后再继续尝试获取锁
  89.             try {
  90.                 Thread.sleep(300 + rdm.nextInt(8) * 100); // 固定时间 + 随机时间
  91.             } catch (InterruptedException e) {
  92.                 e.printStackTrace();
  93.             }
  94.         }
  95.     }
  96. }

以上代码的执行结果如下：
image.png
从上述结果可以看出，线程 1（轮询锁）加入随机等待时间之后就不会出现线程饿死的问题了。

5.总结

本文介绍了死锁的概念，以及产生死锁的 4 个条件，排查死锁可以通过本文提供的 4 种工具中的任意一种来检测，从易用性和性能方面来考虑，推荐使用 jconsole 或 jvisualvm，最后我们介绍了死锁问题的两种解决方案：顺序锁和轮询锁。

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