Java 并发编程预防死锁过程详解
Java 并发编程中，死锁是一个严重的问题，它会导致程序卡顿、崩溃乃至整个系统的崩溃。因此，预防死锁是一个非常重要的任务。本文将详细介绍 Java 并发编程预防死锁过程。
一、什么是死锁？
死锁是指两个或多个线程在等待其他线程释放资源时，自己也占有着其他线程需要的资源，从而导致所有线程都无法继续执行的现象。
二、死锁的四个必要条件
只有四个条件都发生时才会出现死锁：
1. 互斥：共享资源 X 和 Y 只能被一个线程占用
2. 占有且等待：线程 T1 已经取得共享资源 X，在等待共享资源 Y 的时候，不释放共享资源 X
3. 不可抢占：其他线程不能强行抢占线程 T1 占有的资源
4. 循环等待：线程 T1 等待线程 T2 占有的资源，线程 T2 等待线程 T1 占有的资源，就是循环等待
只要能破坏其中一个条件，就可以成功避免死锁的发生。
三、预防死锁的方法
1.对于“占用且等待”这个条件，我们可以一次性申请所有的资源，这样就不存在等待了。例如，Allocator 类可以实现这个功能：
```java
class Allocator {
private List<Object> als = new ArrayList<>();
synchronized boolean apply(Object from, Object to) {
if (als.contains(from) || als.contains(to)) {
return false;
} else {
als.add(from);
als.add(to);
}
return true;
}
synchronized void free(Object from, Object to) {
als.remove(from);
als.remove(to);
}
}
```
2.对于“不可抢占”这个条件，占用部分资源的线程进一步申请其他资源时，如果申请不到，可以主动释放它所占有的资源，这样不可抢占这个条件就破坏掉了。
3.对于“循环等待”这个条件，可以靠按序申请资源来预防，所谓按序申请，是指资源是有线性顺序的，申请的时候可以先申请资源序号小的，再申请资源序号大的，这样线性化后自然就不存在循环了。例如，Accounts 类可以实现这个功能：
```java
class Accounts {
private int id;
private int balance;
void transfer(Accounts target, int amt) {
Accounts left = this;
Accounts right = target;
if (this.id > target.id) {
left = target;
right = this;
}
synchronized (left) {
synchronized (right) {
if (this.balance > amt) {
this.balance -= amt;
target.balance += amt;
}
}
}
}
}
```
四、结论
预防死锁是 Java 并发编程中非常重要的一部分，通过破坏死锁的四个必要条件，我们可以避免死锁的发生。只有掌握了预防死锁的方法，我们才能编写出高效、可靠的并发程序。
