Linux网络编程【死锁】

3.9 死锁（DeadLock）

1）什么是死锁

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的==一种阻塞的现象==，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

2）死锁引起的原因

竞争不可抢占资源引起死锁

也就是我们说的第一种情况，而这都在等待对方占有的不可抢占的资源。

竞争可消耗资源引起死锁

有p1，p2，p3三个进程，p1向p2发送消息并接受p3发送的消息，p2向p3发送消息并接受p1的消息，p3向p1发送消息并接受p2的消息，如果设置是先接到消息后发送消息，则所有的消息都不能发送，这就造成死锁。

进程推进顺序不当引起死锁

有进程p1，p2，都需要资源A，B，本来可以p1运行A --> p1运行B --> p2运行A --> p2运行B，但是顺序换了，p1运行A时p2运行B，容易发生第一种死锁。互相抢占资源。

3）死锁的必要条件

互斥条件

某资源只能被一个进程使用，其他进程请求该资源时，只能等待，直到资源使用完毕后释放资源。

请求和保持条件

程序已经保持了至少一个资源，但是又提出了新要求，而这个资源被其他进程占用，自己占用资源却保持不放。

不可抢占条件

进程已获得的资源没有使用完，不能被抢占。

循环等待条件

必然存在一个循环链。

4）处理死锁的思路

预防死锁

破坏死锁的四个必要条件中的一个或多个来预防死锁。

避免死锁

和预防死锁的区别就是，在资源动态分配过程中，用某种方式防止系统进入不安全的状态。

检测死锁

运行时出现死锁，能及时发现死锁，把程序解脱出来

解除死锁

发生死锁后，解脱进程，通常撤销进程，回收资源，再分配给正处于阻塞状态的进程。

5）预防死锁的方法

*破坏请求和保持条件*

协议1：

所有进程开始前，必须一次性地申请所需的所有资源，这样运行期间就不会再提出资源要求，破坏了请求条件，即使有一种资源不能满足需求，也不会给它分配正在空闲的资源，这样它就没有资源，就破坏了保持条件，从而预防死锁的发生。

协议2：

允许一个进程只获得初期的资源就开始运行，然后再把运行完的资源释放出来。然后再请求新的资源。

*破坏不可抢占条件*

当一个已经保持了某种不可抢占资源的进程，提出新资源请求不能被满足时，它必须释放已经保持的所有资源，以后需要时再重新申请。

*破坏循环等待条件*

对系统中的所有资源类型进行线性排序，然后规定每个进程必须按序列号递增的顺序请求资源。假如进程请求到了一些序列号较高的资源，然后有请求一个序列较低的资源时，必须先释放相同和更高序号的资源后才能申请低序号的资源。多个同类资源必须一起请求。

代码：

pthread_mutex_t  mutex1;
pthread_mutex_t  mutex2;
//线程1处理函数
void* fun1(void *arg)
{
    //先申请资源1，再申请资源2
    pthread_mutex_lock(&mutex1);
    printf("线程1加锁资源1成功...\n");
    pthread_mutex_lock(&mutex2);
    printf("线程1加锁资源2成功...\n");
    
   printf("线程1执行临界区代码...\n"); 

    //解锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex1);
    pthread_mutex_unlock(&mutex2);
    return NULL;
}
//线程2处理函数
void* fun2(void *arg)
{
    //先申请资源2，再申请资源1
    pthread_mutex_lock(&mutex2);
    printf("线程2加锁资源2成功...\n");
    pthread_mutex_lock(&mutex1);
    printf("线程2加锁资源1成功...\n");

   printf("线程2执行临界区代码...\n"); 

    //解锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex2);
    pthread_mutex_unlock(&mutex1);
    return NULL;
}
int main()
{

    int ret = -1;
    pthread_t tid1, tid2;

    //初始化互斥量，互斥锁
    pthread_mutex_init(&mutex1,NULL);
    pthread_mutex_init(&mutex2,NULL);
    //创建两个线程
    pthread_create(&tid1,NULL,fun1,NULL);
    pthread_create(&tid2,NULL,fun2,NULL);

    //等待两个线程结束
    pthread_join(tid1,NULL);
    pthread_join(tid2,NULL);
    //销毁互斥锁
    pthread_mutex_destroy(&mutex1);
    pthread_mutex_destroy(&mutex2);

    return 0;
}

运行结果：

解决这个死锁问题可以同时申请资源1；