Java面试题：并发编程中，什么是死锁，如何避免它？

什么是死锁？

死锁是指在多线程环境中，由于资源分配不当或进程运行顺序不合理，导致涉及的线程都处于等待状态，无法继续执行的一种状况。在Java中，死锁通常发生在多个线程互相等待对方持有的锁，但没有任何一个线程能够继续向前推进。

死锁产生的原因

互斥条件：每个线程需要独占资源。
占有和等待：线程至少持有一个资源，并且等待获取其他线程持有的资源。
不可抢占：资源只能由占有它的线程自愿释放。
循环等待：存在一组线程，每个线程都在等待下一个线程所持有的资源。

如何避免死锁

加锁顺序：所有线程都按照相同的顺序加锁。这样可以避免循环等待的条件。
加锁时限：尝试获取锁时加上超时时间，如果超时则释放所有已持有的锁并返回失败，避免无限期等待。
一次性申请所有资源：如果可能，设计线程一次性申请所有需要的资源，而不是分步申请。
检测死锁：在系统中添加检测机制，当检测到死锁时，适当地中断一些线程。
资源有序分配：为系统中的资源分配一个唯一的顺序，并要求每个线程按照这个顺序来请求资源。
使用锁的层级结构：定义锁的层级关系，线程在申请高级别锁之前必须释放低级别的锁。
使用java.util.concurrent包 ：使用ReentrantLock代替synchronized，因为ReentrantLock提供了尝试非阻塞地获取锁的能力，并且可以设置超时。
避免死循环：避免线程在持有一个锁的同时，又尝试获取另一个线程持有的锁，这可以防止循环等待的发生。

示例：避免死锁的代码实践

java 复制代码

// 假设有两个资源 lock1 和 lock2
Lock lock1 = new ReentrantLock();
Lock lock2 = new ReentrantLock();

void withoutDeadlock() {
    try {
        // 尝试获取 lock1，如果获取失败则等待最多1秒
        if (lock1.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
            try {
                // 尝试获取 lock2
                lock2.lock();
                // 临界区代码
            } finally {
                lock2.unlock(); // 解锁 lock2
            }
        } else {
            // 无法获取 lock1，在超时后的处理逻辑
        }
    } finally {
        lock1.unlock(); // 解锁 lock1
    }
}

在实际应用中，避免死锁需要对代码逻辑有深入的理解，并且可能需要对资源管理和线程调度策略进行精心设计。