Java程序会产生死锁？如何定位、修复？

文章目录

- 死锁的概念
- 死锁定位
- 实战
- - 模拟问题定位
  - - 使用 jstack
    - 使用JConsole
    - 使用 Java 提供的标准管理 API

死锁的概念

死锁是一种特定的程序状态，在实体之间，由于循环依赖导致彼此一直处于等待之中，没有任何个体可以继续前进。死锁不仅仅是在线程之间会发生，存在资源独占的进程之间同样也可能出现死锁。通常来说，我们大多是聚焦在多线程场景中的死锁，指两个或多个线程之间，由于互相持有对方需要的锁，而永久处于阻塞的状态。

在这里插入图片描述

死锁定位

定位死锁最常见的方式就是利用 jstack 等工具获取线程栈，然后定位互相之间的依赖关系，进而找到死锁。如果是比较明显的死锁，往往 jstack 等就能直接定位，类似 JConsole 甚至可以在图形界面进行有限的死锁检测。
如果程序运行时发生了死锁，绝大多数情况下都是无法在线解决的，只能重启、修正程序本身问题。所以，代码开发阶段互相审查，或者利用工具进行预防性排查，往往也是很重要的。

实战

一个基本的死锁程序例子

java">public class DeadLockSample extends Thread {
	private String first;
	private String second;
	public DeadLockSample(String name, String first, String second) {
    	super(name);
    	this.first = first;
    	this.second = second;
	}
 
	public  void run() {
    	synchronized (first) {
        	System.out.println(this.getName() + " obtained: " + first);
        	try {
            	Thread.sleep(1000L);
            	synchronized (second) {
                	System.out.println(this.getName() + " obtained: " + second);
            	}
        	} catch (InterruptedException e) {
            	// Do nothing
        	}
    	}
	}

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		// 死锁样例代码
    	String lockA = "lockA";
    	String lockB = "lockB";
    	DeadLockSample t1 = new DeadLockSample("Thread1", lockA, lockB);
    	DeadLockSample t2 = new DeadLockSample("Thread2", lockB, lockA);
    	t1.start();
    	t2.start();
    	t1.join();
    	t2.join();
	}

}

程序编译执行后，几乎每次都可以重现死锁

模拟问题定位

使用 jstack

首先使用 jps 或者系统的 ps 命令、任务管理器等工具，确定进程 ID

java">jps

在这里插入图片描述

然后，调用 jstack 获取线程栈（jstack在jdk包的bin目录下）

java">jstack 24468

在这里插入图片描述

"Thread2" #21 prio=5 os_prio=0 tid=0x000000001dfa3000 nid=0x3ab0 waiting for monitor entry [0x0000000020a6f000]
   java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
        at com.carroll.test.thread.DeadLockSample.run(DeadLockSample.java:25)  //具体的类以及代码行数
        - waiting to lock <0x0000000776258c30> (a java.lang.String) // 等待获取锁  <0x0000000776258c30>
        - locked <0x0000000776258c68> (a java.lang.String)  // 已经持有锁  <0x0000000776258c68>

"Thread1" #20 prio=5 os_prio=0 tid=0x000000001dfa2000 nid=0x46f4 waiting for monitor entry [0x000000002096e000]
   java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
        at com.carroll.test.thread.DeadLockSample.run(DeadLockSample.java:25)  //具体的类以及代码行数
        - waiting to lock <0x0000000776258c68> (a java.lang.String) // 等待获取锁  <0x0000000776258c68>
        - locked <0x0000000776258c30> (a java.lang.String) // 已经持有锁  <0x0000000776258c30>

上面这个输出非常明显，找到处于 BLOCKED 状态的线程，按照试图获取（waiting）的锁 ID查找，很快就定位问题。 jstack 本身也会把类似的简单死锁抽取出来，直接打印出来。

实际应用中，类死锁情况未必有如此清晰的输出，但是总体上可以理解为：区分线程状态 -> 查看等待目标 -> 对比 Monitor 等持有状态

使用JConsole

找到jdk包的bin目录，双击打开jconsole

使用 Java 提供的标准管理 API

ThreadMXBean：Java 虚拟机线程系统的管理接口。
- Java 虚拟机具有此接口的实现类的单一实例。实现此接口的实例是一个 MXBean，可以通过调用ManagementFactory.getThreadMXBean() 方法或从平台 MBeanServer 方法获得它。
在上面main方法中加入下面的代码片段：

java">ThreadMXBean mbean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
Runnable dlCheck = () -> {
	long[] threadIds = mbean.findDeadlockedThreads();
	if (threadIds != null) {
		ThreadInfo[] threadInfos = mbean.getThreadInfo(threadIds);
		System.out.println("Detected deadlock threads:");
		for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) {
			System.out.println(threadInfo.getThreadName());
		}
	}
};
ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(1);
// 稍等 5 秒，然后每 10 秒进行一次死锁扫描
scheduler.scheduleAtFixedRate(dlCheck, 5L, 10L, TimeUnit.SECONDS);