Java 并发编程中的死锁大揭秘：4 个条件和 3 种避免策略

对于 Java 开发人员来说，并发编程是一项基本技能，但它也可能是一项挑战，尤其是当涉及到死锁时。死锁是一种可怕的情况，线程被锁定，等待彼此释放资源，导致整个系统冻结。

为了有效地处理死锁，了解其本质至关重要。死锁是由以下四个条件引起的：

1. 互斥： 一次只能有一个线程访问特定的资源。
2. 占有且等待： 一个线程持有资源，同时等待另一个线程释放不同的资源。
3. 不可抢占： 一个线程无法强行从另一个线程中获取资源。
4. 循环等待： 一个线程正在等待另一个线程释放资源，而另一个线程也在等待第一个线程释放资源。

一旦满足这些条件，就会发生死锁。为了避免死锁，可以使用以下三种策略：

1. 一次性申请资源： 确保线程在继续执行之前一次性申请所有需要的资源。
2. 主动释放资源： 当不再需要资源时，线程应该主动释放它们。
3. 按序申请资源： 线程应该按照预定义的顺序申请资源，以避免形成循环等待。

例如，考虑以下 Java 代码：

class BankAccount {
    private int balance;

    public void deposit(int amount) {
        synchronized (this) {
            balance += amount;
        }
    }

    public void withdraw(int amount) {
        synchronized (this) {
            if (balance >= amount) {
                balance -= amount;
            }
        }
    }
}

在这种情况下，如果两个线程同时尝试从同一银行账户存入和提取资金，可能会发生死锁。这是因为它们会以相反的顺序获取锁，导致循环等待。为了避免这种情况，线程应该一次性申请两个锁：

class BankAccount {
    private int balance;
    private Object lock = new Object();

    public void deposit(int amount) {
        synchronized (lock) {
            balance += amount;
        }
    }

    public void withdraw(int amount) {
        synchronized (lock) {
            if (balance >= amount) {
                balance -= amount;
            }
        }
    }
}

通过这种方式，线程在获取任何资源之前都会获取相同的锁，从而避免了死锁。

死锁可能是并发编程中的一个大问题，但通过了解其本质并采用适当的避免策略，开发人员可以确保其应用程序保持平稳运行。