Кратко — почему дедлок: оба потока захватывают по одному замку и затем ждут друг друга, образуя циклическую зависимость (выполняются все 4 условия Coffman: взаимное исключение, удержание+ожидание, отсутствие вытеснения, циклическое ожидание).
Пример (псевдо‑код на Java):
- Поток $T_1$: $\text{lock}(A);\text{lock}(B);\dots$ - Поток $T_2$: $\text{lock}(B);\text{lock}(A);\dots$
Сценарий воспроизведения (интерливинг):
$1.$ $T_1$ успешно захватил $A$.
$2.$ $T_2$ успешно захватил $B$.
$3.$ $T_1$ пытается захватить $B$ — блокируется (B занят).
$4.$ $T_2$ пытается захватить $A$ — блокируется (A занят).
Результат: взаимная блокировка — дедлок.
Как безопасно перестроить код (минимум три способа):
1) Единый порядок захвата замков (рекомендованный и простой)
- Ввести глобальный порядок замков и всегда захватывать в нём (например: по id/имени/`System.identityHashCode`).
- Псевдо:
if $(id(A)<id(B))$ { lock(A); lock(B); } else { lock(B); lock(A); }
- Устраняет условие циклического ожидания.
2) tryLock с таймаутом и откатом (backoff)
- Использовать `java.util.concurrent.locks.Lock.tryLock(timeout, unit)`. Если не удалось захватить второй замок — освободить первый, подождать/случайно сдвинуться и повторить.
- Позволяет избежать бесконечной блокировки и реализовать политику повторных попыток или отказа.
3) Объединить ресурсы / использовать один более крупный (coarse‑grained lock) или высокоуровневые структуры
- Если операции на A и B часто требуют оба замка, заменить двумя замками одним общим (`synchronized` или `ReentrantLock`) или использовать потокобезопасные коллекции/атомарные операции, чтобы избежать необходимости одновременно держать два замка.
4) Попытка обнаружения + восстановление (детектирование дедлока)
- Запуск детектора (например, `ThreadMXBean.findDeadlockedThreads()`), при обнаружении — прерывать/перезапускать один из потоков/тасков и откатывать операцию.
- Полезно в системах, где нельзя гарантировать глобальное упорядочение.
5) Использовать lock ordering helpers / tryLock и согласованное упорядочивание для динамических наборов
- Для динамического набора ресурсов сортировать список блокируемых объектов по стабильному ключу и захватывать последовательно.
- Комбинация сортировки + `tryLock` уменьшает риск дедлоков.
Короткие замечания:
- Самый простой и надежный метод — согласованный порядок захвата замков.
- `tryLock` с таймаутом даёт гибкость, но требует аккуратного отката/повторов.
- Детектирование/восстановление — сложнее, полезно когда нельзя изменить порядок захвата.
Если нужно, могу привести конкретный пример Java-кода для каждого подхода.