设计一个死锁

死锁的定义

在多道程序系统中，由于多个进程的并发执行，改善了系统资源的利用率并提高了系统的处理能力。然而，多个进程的并发执行也带来了新的问题——死锁。所谓死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局（互相等待），若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。

下面我们通过一些实例来说明死锁现象。

先看生活中的一个实例，在一条河上有一座桥，桥面很窄，只能容纳一辆汽车通行。如果有两辆汽车分别从桥的左右两端驶上该桥，则会出现下述的冲突情况。此时，左边的汽车占有了桥面左边的一段，要想过桥还需等待右边的汽车让出桥面右边的一段；右边的汽车占有了桥面右边的一段，要想过桥还需等待左边的汽车让出桥面左边的一段。此时，若左右两边的汽车都只能向前行驶，则两辆汽车都无法过桥。

在计算机系统中也存在类似的情况。例如，某计算机系统中只有一台打印机和一台输入设备，进程P1正占用输入设备，同时又提出使用打印机的请求，但此时打印机正被进程P2 所占用，而P2在未释放打印机之前，又提出请求使用正被P1占用着的输入设备。这样两个进程相互无休止地等待下去，均无法继续执行，此时两个进程陷入死锁状态。

死锁产生的原因

1) 系统资源的竞争

通常系统中拥有的不可剥夺资源，其数量不足以满足多个进程运行的需要，使得进程在运行过程中，会因争夺资源而陷入僵局，如磁带机、打印机等。只有对不可剥夺资源的竞争才可能产生死锁，对可剥夺资源的竞争是不会引起死锁的。

2) 进程推进顺序非法

进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也同样会导致死锁。例如，并发进程 P1、P2分别保持了资源R1、R2，而进程P1申请资源R2，进程P2申请资源R1时，两者都会因为所需资源被占用而阻塞。

信号量使用不当也会造成死锁。进程间彼此相互等待对方发来的消息，结果也会使得这些进程间无法继续向前推进。例如，进程A等待进程B发的消息，进程B又在等待进程A 发的消息，可以看出进程A和B不是因为竞争同一资源，而是在等待对方的资源导致死锁。

3) 死锁产生的必要条件

产生死锁必须同时满足以下四个条件，只要其中任一条件不成立，死锁就不会发生。

互斥条件：进程要求对所分配的资源（如打印机）进行排他性控制，即在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。此时若有其他进程请求该资源，则请求进程只能等待。
不剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，即只能由获得该资源的进程自己来释放（只能是主动释放)。
请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但对自己已获得的资源保持不放。
循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，链中每一个进程已获得的资源同时被链中下一个进程所请求。即存在一个处于等待状态的进程集合{Pl, P2, ..., pn}，其中Pi等待的资源被P(i+1)占有（i=0, 1, ..., n-1)，Pn等待的资源被P0占有。

public class DeadLock implements Runnable {
    public  int flag;
    private static Object o1=new Object();
    private static Object o2=new Object();
    public void run(){
        System.out.println("我的flag="+flag);
        if(flag==1){
        synchronized(o1){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("拿到了o1~");
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("我想拿o2！");
            synchronized(o2){
                System.out.println("没有发生死锁1，我拿到了o2");
            }
        }
        }
        
        if(flag==0){
            synchronized(o2){
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("拿到了o2~");
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("我想拿o1！");
                synchronized(o1){
                    
                    System.out.println("没有发生死锁2，我拿到了o1");
                }
            }
            
        }
    }
    
    //执行过程中，d1和d2都首先拿到了资源，当他们继续申请资源的时候，发生了死锁
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        DeadLock d1=new DeadLock();
        DeadLock d2=new DeadLock();
        d1.flag=1;
        d2.flag=0;
        new Thread(d1).start();        //线程d1首先拿到了o1
        new Thread(d2).start();        //线程d2拿到了o2
    }

}

打印输出：