Go语言死锁、活锁和饥饿概述

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本节我们来介绍一下死锁、活锁和饥饿这三个概念。

死锁

死锁是指两个或两个以上的进程(或线程)在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,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。

死锁发生的条件有如下几种:

1) 互斥条件

线程对资源的访问是排他性的,如果一个线程对占用了某资源,那么其他线程必须处于等待状态,直到该资源被释放。

2) 请求和保持条件

线程 T1 至少已经保持了一个资源 R1 占用,但又提出使用另一个资源 R2 请求,而此时,资源 R2 被其他线程 T2 占用,于是该线程 T1 也必须等待,但又对自己保持的资源 R1 不释放。

3) 不剥夺条件

线程已获得的资源,在未使用完之前,不能被其他线程剥夺,只能在使用完以后由自己释放。

4) 环路等待条件

在死锁发生时,必然存在一个“进程 - 资源环形链”,即:{p0,p1,p2,...pn},进程 p0(或线程)等待 p1 占用的资源,p1 等待 p2 占用的资源,pn 等待 p0 占用的资源。

最直观的理解是,p0 等待 p1 占用的资源,而 p1 而在等待 p0 占用的资源,于是两个进程就相互等待。

死锁解决办法:

  • 如果并发查询多个表,约定访问顺序;
  • 在同一个事务中,尽可能做到一次锁定获取所需要的资源;
  • 对于容易产生死锁的业务场景,尝试升级锁颗粒度,使用表级锁;
  • 采用分布式事务锁或者使用乐观锁。

死锁程序是所有并发进程彼此等待的程序,在这种情况下,如果没有外界的干预,这个程序将永远无法恢复。

为了便于大家理解死锁是什么,我们先来看一个例子(忽略代码中任何不知道的类型,函数,方法或是包,只理解什么是死锁即可),代码如下所示:

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "sync"
    "time"
)

type value struct {
    memAccess sync.Mutex
    value     int
}

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(3)
    var wg sync.WaitGroup
    sum := func(v1, v2 *value) {
        defer wg.Done()
        v1.memAccess.Lock()
        time.Sleep(2 * time.Second)
        v2.memAccess.Lock()
        fmt.Printf("sum = %d\n", v1.value+v2.value)
        v2.memAccess.Unlock()
        v1.memAccess.Unlock()
    }

    product := func(v1, v2 *value) {
        defer wg.Done()
        v2.memAccess.Lock()
        time.Sleep(2 * time.Second)
        v1.memAccess.Lock()
        fmt.Printf("product = %d\n", v1.value*v2.value)
        v1.memAccess.Unlock()
        v2.memAccess.Unlock()
    }

    var v1, v2 value
    v1.value = 1
    v2.value = 1
    wg.Add(2)
    go sum(&v1, &v2)
    go product(&v1, &v2)
    wg.Wait()
}

运行上面的代码,可能会看到:

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

为什么呢?如果仔细观察,就可以在此代码中看到时机问题,以下是运行时的图形表示。

一个因时间问题导致死锁的演示
图 :一个因时间问题导致死锁的演示

本文标题:Go语言死锁、活锁和饥饿概述

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