Java死鎖問題解決方案及示例詳解

更新時(shí)間：2025年06月10日 11:35:02 作者：拾荒的小海螺

死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)線程因爭奪資源而相互等待,導(dǎo)致所有線程都無法繼續(xù)執(zhí)行的一種狀態(tài),本文給大家詳細(xì)介紹了Java死鎖問題解決方案詳解及實(shí)踐樣例,需要的朋友可以參考下

1、簡述

死鎖（Deadlock） 是指兩個(gè)或多個(gè)線程因爭奪資源而相互等待，導(dǎo)致所有線程都無法繼續(xù)執(zhí)行的一種狀態(tài)。

死鎖的四個(gè)必要條件：

互斥條件：某資源一次只能被一個(gè)線程占用。
占有且等待：一個(gè)線程已持有資源并等待其他線程的資源。
不可剝奪：資源不能被強(qiáng)行從線程中剝奪。
循環(huán)等待：多個(gè)線程形成一種頭尾相接的等待資源關(guān)系鏈。

只要這四個(gè)條件同時(shí)滿足，就可能產(chǎn)生死鎖。

2、死鎖示例代碼

下面是一個(gè)典型的死鎖示例：

public class DeadlockExample {
    private static final Object LockA = new Object();
    private static final Object LockB = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            synchronized (LockA) {
                System.out.println("Thread-1: locked A");

                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}

                synchronized (LockB) {
                    System.out.println("Thread-1: locked B");
                }
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            synchronized (LockB) {
                System.out.println("Thread-2: locked B");

                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}

                synchronized (LockA) {
                    System.out.println("Thread-2: locked A");
                }
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

運(yùn)行這段程序可能會(huì)導(dǎo)致 Thread-1 等待 LockB，Thread-2 等待 LockA，從而產(chǎn)生死鎖。

3、如何檢測(cè)死鎖？

3.1 使用 jstack

當(dāng)應(yīng)用卡住時(shí)，使用如下命令查看線程堆棧：

jps      # 查找 Java 進(jìn)程 ID
jstack <pid>

你會(huì)看到類似：

Found one Java-level deadlock:
"Thread-1": waiting to lock monitor 0x000..., which is held by "Thread-2"
...

3.2 使用 VisualVM 或 JConsole

這類工具可以圖形化展示線程狀態(tài)，識(shí)別死鎖非常直觀。

4、如何預(yù)防和解決死鎖？

4.1 統(tǒng)一資源獲取順序（推薦）

確保多個(gè)線程獲取多個(gè)鎖時(shí) 按相同順序加鎖。

public void safeMethod() {
    synchronized (LockA) {
        synchronized (LockB) {
            // 安全操作
        }
    }
}

4.2 使用 tryLock() 避免無限等待

使用 ReentrantLock 的 tryLock() 方法設(shè)置獲取鎖的超時(shí)時(shí)間。

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TryLockExample {
    private final ReentrantLock lockA = new ReentrantLock();
    private final ReentrantLock lockB = new ReentrantLock();

    public void run() {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            try {
                if (lockA.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
                    System.out.println("Thread-1: locked A");
                    Thread.sleep(100);

                    if (lockB.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
                        System.out.println("Thread-1: locked B");
                        lockB.unlock();
                    }
                    lockA.unlock();
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            try {
                if (lockB.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
                    System.out.println("Thread-2: locked B");
                    Thread.sleep(100);

                    if (lockA.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
                        System.out.println("Thread-2: locked A");
                        lockA.unlock();
                    }
                    lockB.unlock();
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new TryLockExample().run();
    }
}

4.3 使用 java.util.concurrent 包

避免使用低級(jí)的 synchronized，使用高級(jí)并發(fā)工具如 ExecutorService、Semaphore、Lock 等更可控的工具。

4.4 死鎖檢測(cè)與恢復(fù)

一些大型系統(tǒng)中，可以通過定期掃描線程狀態(tài)，自動(dòng)檢測(cè)死鎖并重啟部分線程或服務(wù)。例如通過自定義 ThreadMXBean 檢測(cè)死鎖。

最佳實(shí)踐小結(jié)：

技術(shù)手段	說明
加鎖順序統(tǒng)一	所有線程按相同順序獲取資源
tryLock + timeout	嘗試加鎖失敗后避免長時(shí)間阻塞
lock 分解	將大鎖拆分成小鎖減少競爭
并發(fā)工具替代 synchronized	使用 ReentrantLock、Semaphore 等
死鎖檢測(cè)工具	使用 jstack、VisualVM 等工具