Java死鎖避免的五種方法舉例總結(jié)

更新時(shí)間：2025年05月07日 08:33:14 作者：EthanMilk

這篇文章主要介紹了Java死鎖避免的五種方法,包括按固定順序加鎖、使用tryLock+超時(shí)、一次性申請(qǐng)所有資源、使用Lock替代synchronized以及檢測(cè)與恢復(fù),需要的朋友可以參考下

方法 1：按固定順序獲取鎖（破壞循環(huán)等待）
方法 2：使用 tryLock + 超時(shí)（破壞占有并等待）
方法 3：一次性申請(qǐng)所有資源（破壞占有并等待）
方法 4：使用 Lock 替代 synchronized（更靈活的控制）
方法 5：檢測(cè)與恢復(fù)（允許死鎖發(fā)生，但能自動(dòng)恢復(fù)）

3. 死鎖案例分析

? 錯(cuò)誤代碼（會(huì)導(dǎo)致死鎖）

4. 總結(jié)

前言

死鎖（Deadlock）是指多個(gè)線程互相持有對(duì)方需要的資源，導(dǎo)致所有線程都無法繼續(xù)執(zhí)行的情況。Java 中可以通過以下方法避免死鎖：

造成死鎖的?個(gè)原因：

?個(gè)資源每次只能被?個(gè)線程使?
?個(gè)線程在阻塞等待某個(gè)資源時(shí)，不釋放已占有資源
?個(gè)線程已經(jīng)獲得的資源，在未使?完之前，不能被強(qiáng)?剝奪
若?線程形成頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系

這是造成死鎖必須要達(dá)到的4個(gè)條件，如果要避免死鎖，只需要不滿?其中某?個(gè)條件即可。?其中前3 個(gè)條件是作為鎖要符合的條件，所以要避免死鎖就需要打破第4個(gè)條件，不出現(xiàn)循環(huán)等待鎖的關(guān)系。

在開發(fā)過程中：

要注意加鎖順序，保證每個(gè)線程按同樣的順序進(jìn)?加鎖
要注意加鎖時(shí)限，可以針對(duì)所設(shè)置?個(gè)超時(shí)時(shí)間
要注意死鎖檢查，這是?種預(yù)防機(jī)制，確保在第?時(shí)間發(fā)現(xiàn)死鎖并進(jìn)?解決

1. 死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件

要避免死鎖，首先要理解死鎖發(fā)生的條件（必須全部滿足）：

互斥條件：資源一次只能被一個(gè)線程占用。
占有并等待：線程持有資源的同時(shí)，等待其他資源。
不可搶占：線程持有的資源不能被其他線程強(qiáng)行奪走。
循環(huán)等待：多個(gè)線程形成環(huán)形等待鏈（A 等 B，B 等 C，C 等 A）。

只要破壞其中任意一個(gè)條件，就能避免死鎖！

2. 避免死鎖的 5 種方法

方法 1：按固定順序獲取鎖（破壞循環(huán)等待）

核心思想：所有線程按相同的順序申請(qǐng)鎖，避免循環(huán)依賴。

? 正確示例：

public void transfer(Account from, Account to, int amount) {
    // 規(guī)定：先鎖 id 小的賬戶，再鎖 id 大的賬戶
    Account first = from.getId() < to.getId() ? from : to;
    Account second = from.getId() < to.getId() ? to : from;

    synchronized (first) {
        synchronized (second) {
            if (from.getBalance() >= amount) {
                from.debit(amount);
                to.credit(amount);
            }
        }
    }
}

為什么能避免死鎖？所有線程都按 id 順序加鎖，不會(huì)出現(xiàn) A 鎖 1 → 等 2 和 B 鎖 2 → 等 1 的情況。

方法 2：使用 tryLock + 超時(shí)（破壞占有并等待）

核心思想：如果拿不到鎖，就釋放已持有的鎖，避免無限等待。

? 正確示例（ReentrantLock）：

public boolean transfer(Account from, Account to, int amount, long timeout) throws InterruptedException {
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    while (true) {
        if (from.lock.tryLock()) { // 嘗試獲取第一把鎖
            try {
                if (to.lock.tryLock()) { // 嘗試獲取第二把鎖
                    try {
                        if (from.getBalance() >= amount) {
                            from.debit(amount);
                            to.credit(amount);
                            return true;
                        }
                    } finally {
                        to.lock.unlock();
                    }
                }
            } finally {
                from.lock.unlock(); // 釋放第一把鎖
            }
        }
        // 超時(shí)檢查
        if (System.currentTimeMillis() - startTime >= timeout) {
            return false;
        }
        Thread.sleep(100); // 避免 CPU 忙等待
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：

不會(huì)無限等待，超時(shí)后可以重試或回滾。
適用于高并發(fā)場景（如支付系統(tǒng)）。

方法 3：一次性申請(qǐng)所有資源（破壞占有并等待）

核心思想：使用一個(gè)全局鎖，一次性申請(qǐng)所有需要的資源。

? 正確示例：

public class AccountManager {
    private static final Object globalLock = new Object();

    public void transfer(Account from, Account to, int amount) {
        synchronized (globalLock) { // 全局鎖保護(hù)所有賬戶
            if (from.getBalance() >= amount) {
                from.debit(amount);
                to.credit(amount);
            }
        }
    }
}

缺點(diǎn)：并發(fā)度降低（所有轉(zhuǎn)賬操作串行化）。

方法 4：使用 Lock 替代 synchronized（更靈活的控制）

ReentrantLock 比 synchronized 更靈活，可以避免死鎖：

Lock lock1 = new ReentrantLock();
Lock lock2 = new ReentrantLock();

public void methodA() {
    boolean gotLock1 = false;
    boolean gotLock2 = false;
    try {
        gotLock1 = lock1.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS);
        gotLock2 = lock2.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS);
        if (gotLock1 && gotLock2) {
            // 執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
    } finally {
        if (gotLock1) lock1.unlock();
        if (gotLock2) lock2.unlock();
    }
}

方法 5：檢測(cè)與恢復(fù)（允許死鎖發(fā)生，但能自動(dòng)恢復(fù)）

適用于復(fù)雜系統(tǒng)（如數(shù)據(jù)庫、分布式系統(tǒng)）：

1.檢測(cè)死鎖：

使用 ThreadMXBean 查找死鎖：

ThreadMXBean bean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
long[] threadIds = bean.findDeadlockedThreads();
if (threadIds != null) {
    System.out.println("檢測(cè)到死鎖！");
}

2.恢復(fù)策略：

強(qiáng)制終止某個(gè)線程（如 thread.interrupt()）。

回滾事務(wù)（數(shù)據(jù)庫場景）。

3. 死鎖案例分析

? 錯(cuò)誤代碼（會(huì)導(dǎo)致死鎖）

public void transfer(Account from, Account to, int amount) {
    synchronized (from) {  // 線程1：鎖 from → 等 to
        synchronized (to) { // 線程2：鎖 to → 等 from
            if (from.getBalance() >= amount) {
                from.debit(amount);
                to.credit(amount);
            }
        }
    }
}

死鎖場景：

線程1：transfer(accountA, accountB, 100)
線程2：transfer(accountB, accountA, 200)
結(jié)果：互相等待，死鎖！

4. 總結(jié)

方法	適用場景	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
固定順序加鎖	簡單鎖依賴	實(shí)現(xiàn)簡單	需要全局排序規(guī)則
tryLock + 超時(shí)	高并發(fā)系統(tǒng)	避免無限等待	代碼復(fù)雜度高
全局鎖	低并發(fā)場景	絕對(duì)安全	性能差（串行化）
Lock 替代 synchronized	需要更細(xì)粒度控制	靈活（可中斷、超時(shí)）	需手動(dòng)釋放鎖
檢測(cè)與恢復(fù)	數(shù)據(jù)庫、分布式系統(tǒng)	適用于復(fù)雜場景	實(shí)現(xiàn)復(fù)雜