請結合經典案例－哲學家就餐，來談談你對死鎖的理解，以及怎么預防和解除死鎖？

哲學家就餐

描述：在一張圓桌上，有n個哲學家，n支筷子，他們的生活方式只是交替地進行思考和進餐，饑餓時便試圖取其左、右最靠近他的筷子，只有在他拿到兩支筷子時才能進餐，進餐完畢，放下筷子又繼續(xù)思考。

根據描述，實現代碼如下：

import java.util.Random; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.TimeUnit;public class Question17 {public static void main(String[] args) {ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();int sum = 5;Chopstick[] chopsticks = new Chopstick[sum];for (int i = 0; i < sum; i++) {chopsticks[i] = new Chopstick(i);}for (int j = 0; j < sum; j++) {exec.execute(new Philosopher(chopsticks[j], chopsticks[(j + 1) % sum], j));}} }// 筷子 class Chopstick {// 筷子位置??private int id;// 狀態(tài)private boolean isUsed = false;public Chopstick(int id) {this.id = id;}// 拿取public synchronized void take() throws InterruptedException {while (isUsed) {wait();}System.err.println(this + " 被使用");isUsed = true;}// 放下public synchronized void drop() {isUsed = false;System.err.println(this + " 被放下");notifyAll();}@Overridepublic String toString() {return "筷子[" + id + "]";} }// 哲學家 class Philosopher implements Runnable {private Chopstick left;private Chopstick right;private int id;private Random rand = new Random();public Philosopher(Chopstick left, Chopstick right, int id) {this.left = left;this.right = right;this.id = id;}@Overridepublic void run() {while (!Thread.interrupted()) {try {think();System.out.println(this + " 想吃飯！");eat();} catch (InterruptedException e) {System.err.println(this + " InterruptedException");}}}// 思考private void think() throws InterruptedException {System.out.println(this + " 思考...");TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(rand.nextInt(1) * 100);}// 吃飯private void eat() throws InterruptedException {left.take();right.take();System.out.println(this + " 正在吃飯...");TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(rand.nextInt(2) * 100);left.drop();right.drop();}@Overridepublic String toString() {return "哲學家[" + id + "]";} }

通過運行結果，我們可以發(fā)現，到最后，沒有一個哲學家能過同時獲取兩只筷子吃飯。

二、為什么會產生死鎖

死鎖問題被認為是線程/進程間切換消耗系統(tǒng)性能的一種極端情況。在死鎖時，線程/進程間相互等待資源，而又不釋放自身的資源，導致無窮無盡的等待，其結果是任務永遠無法執(zhí)行完成。哲學家問題便是線程資源競爭導致的死鎖現象，在程序運行一段時間后，程序所處的狀態(tài)是n位哲學家（n個線程）都各自獲取了一只筷子的狀態(tài)，此時所有哲學家都想獲取第二只筷子去吃飯，但是共享資源n只筷子已經都被n位哲學家握在手里了，彼此想要的筷子都在其他哲學家手中，又沒有機制能讓任何哲學家放棄握在手中的筷子，從而照成了所有哲學家（所有線程）都在等待其他人手中資源的死鎖問題。

產生死鎖的四個必要條件：?

互斥條件：一個資源每次只能被一個線程/進程使用。

請求與保持條件：一個線程/進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。?

不剝奪條件：線程/進程已獲得的資源，在未使用完之前，不能強行剝奪。

循環(huán)等待條件：若干線程/進程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關系。

?

三、死鎖的解除與預防

一般解決死鎖的途徑分為死鎖的預防，避免，檢測與恢復這三種。

死鎖的預防是要求線程/進程申請資源時遵循某種協(xié)議，從而打破產生死鎖的四個必要條件中的一個或幾個，保證系統(tǒng)不會進入死鎖狀態(tài)。

死鎖的避免不限制線程/進程有關申請資源的命令，而是對線程/進程所發(fā)出的每一個申請資源命令加以動態(tài)地檢查，并根據檢查結果決定是否進行資源分配。

死鎖檢測與恢復是指系統(tǒng)設有專門的機構，當死鎖發(fā)生時，該機構能夠檢測到死鎖發(fā)生的位置和原因，并能通過外力破壞死鎖發(fā)生的必要條件，從而使得并發(fā)進程從死鎖狀態(tài)中恢復出來。

對于java程序來說，產生死鎖時，我們可以用jvisualvm/jstack來分析程序產生的死鎖原因，根治死鎖問題。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的哲学家就餐与死锁问题，死锁产生的条件以及解决方案的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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