P04 线上发生死锁定位&避免

面试题：什么是线程死锁？线上发生死锁如何快速定位？如何避免死锁？

1. 什么是死锁

一句话：并发场景下，线程因为相互等待对方持有的资源，导致永久阻塞的现象。

经典"转账"例子：

• 线程 1：张三→李四转账，先锁"张三"账户，再申请"李四"账户的锁；
• 线程 2：李四→张三转账，先锁"李四"账户，再申请"张三"账户的锁；
• 结果：各自拿着一把锁、都在等对方手里的锁，互相不让，程序卡死。

2. 线上死锁如何快速定位（实操）

jps        # 找到 Java 进程 PID，如 79400
jstack 79400

jstack 输出会直接出现 Found one Java-level deadlock，并打印出发生死锁的两个线程的完整调用栈，标明：

• 每个线程 locked（锁住了）哪个对象；
• 正在 waiting to lock（等待）哪个对象；
• 两者交叉持有，形成环。

顺着调用栈就能精确定位到死锁代码行。

补充：线上真发生死锁，临时只能快速重启恢复，否则线程不断堆积，最终会引发 OOM。所以重点在预防。

3. 死锁产生的四个必要条件

必须同时满足，破坏任意一个即可解决：

条件	含义	代码中的体现
互斥	资源同一时刻只能被一个线程占用	synchronized / Lock
占有且等待	已占有一个资源，又等待其他线程持有的资源	锁 A 后去锁 B
不可抢占	资源只能由持有者主动释放	synchronized 无法被外部释放
循环等待	线程之间形成环形等待链	你等我、我等你

4. 如何避免死锁（破坏四大条件）

① 破坏互斥：无锁化

不用锁就不会死锁。用 AtomicInteger 原子类、CAS 乐观锁、Semaphore 等代替。

AtomicInteger balance = new AtomicInteger(100);
balance.addAndGet(-50);

② 破坏占有且等待：一次性申请全部资源

写一个资源管理器（Allocator），用集合记录资源占用，apply() 一次申请全部资源、拿不到就自旋等待，用完 free() 归还：

class Allocator {
    private final List<Object> used = new ArrayList<>();
    public synchronized boolean apply(Object from, Object to) {
        if (used.contains(from) || used.contains(to)) return false;
        used.add(from); used.add(to);
        return true;
    }
    public synchronized void free(Object from, Object to) {
        used.remove(from); used.remove(to);
    }
}

③ 破坏不可抢占：锁超时

用 Lock 替代 synchronized，拿不到锁就超时放弃，不死等：

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
if (lock.tryLock(2, TimeUnit.SECONDS)) {
    try { /* 业务 */ } finally { lock.unlock(); }
} else {
    // 超时：记录日志、重试或降级
}

④ 破坏循环等待：按固定顺序加锁

所有线程统一按同一顺序加锁（如按账户 ID 升序），就不会形成环：

Account first  = from.getId() < to.getId() ? from : to;
Account second = from.getId() < to.getId() ? to : from;
synchronized (first) {
    synchronized (second) { /* 转账 */ }
}

5. 高频追问

• 破坏死锁条件有代价吗？ 有。除无锁化外，其余方案本质都是把并发变成串行，降低吞吐量，实际中用于"预防"而非"100% 杜绝"。
• 银行家算法是干什么的？ 在分配资源前做安全性检查，以一定概率避免死锁，同时兼顾系统吞吐量/性能。

一句话总结

定位：jps + jstack；杜绝：破坏互斥/占有且等待/不可抢占/循环等待四条件之一；权衡：了解银行家算法。