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4个场景详解大场面试中的死锁问题

讲述:丁婵大小:2.65M时长:05:47
近期,不少人反馈阿里和字节跳动面试时都对多线程相关的问题进行了重点考察,并且面试官都问到了死锁问题。对此,开发者 Alpinist Wang 在公众号LeetCode 力扣发文用通俗的语言分析了死锁问题产生的原理与对应的解决方案。

什么是线程死锁

线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对方所需要的资源,导致这些线程处于等待状态,无法前往执行。当线程进入对象的 synchronized 代码块时,便占有了资源,直到它退出该代码块或者调用 wait 方法,才释放资源,在此期间,其他线程将不能进入该代码块。当线程互相持有对方所需要的资源时,会互相等待对方释放资源,如果线程都不主动释放所占有的资源,将产生死锁。
以下是四个死锁的场景。
场景一:星期日早上十点半,你在公路上开车,这是一条窄路,只能容纳一辆车。这时,迎面又驶来一辆车,你们都走到一半,谁也不想倒回去,于是各不相让,陷入无尽的等待。
场景二:你和她吵架了,谁也不理谁,甚至晚饭时间都各自煮饭。你在炒京酱肉丝,她在做葱烤鲫鱼。炒到一半你发现小葱被她全部拿走了,于是你默默等待她做好菜后再去拿,殊不知她也在等待你炒完菜后来拿酱油。
场景三:你和四个好朋友坐在圆形餐桌旁,你们只做两件事情:吃饭,或者思考。吃饭时,你们就停止思考。思考时也停止吃饭。每个人面前有一碗兰州拉面,并且每个人左右两边各有一根筷子。你们必须要拿到两根筷子才能开始吃面。吃完再放下筷子,让别人使用。你们都拿起了自己左手边的筷子,所以每个人都只有一根筷子,并等别人吃完放下筷子给自己。可惜,没有人吃到面,就没人会放下筷子。
场景四:你有两个线程 A 和 B ,各自在加锁的状态下运行。A 持有一部分资源,并且等待 B 线程中的资源以完成自己的工作,而此时 B 线程也在等待 A 线程的资源。由于他们都是锁定状态,所以他们必须完成自己的工作后,持有的资源才能释放。于是线程无休止地等待,导致死锁。
这些都是程序员在工作或生活中会遇到的问题,人生就像是一个进程,时间是我们的主线程,期间做的每一件事都是开启的一个子线程。当多件事冲突时,并发问题就产生了。上述问题都指向同一类并发问题:死锁。
产生死锁的的四个条件如下:
1. 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用;
2. 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放;
3. 不剥夺条件:进程已获得的资源,在没使用完之前,不能强行剥夺;
4. 循环等待条件:多个进程之间形成一种互相循环等待资源的关系。并发带来压力,有的人或有的程序,会因为承受不住压力而崩溃。
当然,不论是做人还是写程序,面对问题时,正确的做法都应是采取策略,解除死锁。怎么做呢?方案如下。

如何避免线程死锁

方案一:你想起书中所言:退一步海阔天空,但你也深知公平好过忍让。于是,你摇下车窗,对对面的兄弟喊道:咱来比赛一场力扣周赛,谁输了谁倒出去让另一个人过吧。半小时后,你凭借高超的代码水平答对了全部题目。于是对面司机倒了回去,让出了自己的一半路。最终你们都得以顺利通行。
方案二:你在炒菜时发现没有小葱,于是你换位思考,想到她会不会也缺少某种材料。虽然她还在和你冷战,但你劝解自己一个大老爷们不应该和女孩子置气,于是你主动把自己能用着的所有材料拿给了她。她感受到你设身处地为她着想,大为感动,你们和好如初。之后她为你们两个人一起炒了京酱肉丝和葱烤鲫鱼。
方案三:你和你的朋友们决定给筷子编上号:1~5。规定每个人拿筷子时必须先拿到自己两边的筷子中号码小的那一根,再去拿号码大的那一根。如果小号没拿到,不能先拿大号。当你们开始吃饭时,由于数字 5 不可能被一个人单独拿到,所以不会再出现每个人都拿着一根的无限等待情形。
方案四:你在运行两个线程前,预先将线程 A 和 B 中的资源拷贝一份,让他们不需互相等待对方的资源,于是两个线程都得以顺利运行。
这四种方案分别破坏了上述四个条件之一。这也是解决死锁问题的四种方法:破坏不剥夺条件、破坏请求与保持条件、破坏循环等待条件、破坏互斥条件。
以上就是今天的内容,希望对你有所帮助。
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全部留言(4)

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  • 逍遥
    最后应该是分别破坏了互斥,请求与保持,不剥夺,循环等待吧,顺序和前面的案例不一致,容易引起误导😅
  • 火锅小王子
    例子也是相当形象了 🤓
  • lorancechen
    很形象,不过面试可不会这么简单
  • 好理解😊
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