在 Linux 中，死锁（Deadlock） 是指多个进程或线程因为竞争资源而相互等待，导致所有相关进程或线程都无法继续执行的状态。死锁是一种严重的系统问题，会导致系统资源浪费，甚至系统崩溃。
死锁的定义
死锁是指两个或多个进程或线程在执行过程中，因为争夺资源而造成的一种互相等待的现象。如果没有外部干预，这些进程或线程将永远无法继续执行。
死锁的四个必要条件
死锁的发生需要同时满足以下四个条件（称为 Coffman 条件）：
互斥条件（Mutual Exclusion）：
资源一次只能被一个进程或线程占用。
例如，锁（如互斥锁）就是一种互斥资源。
占有并等待（Hold and Wait）：
进程或线程持有至少一个资源，同时等待获取其他被占用的资源。
非抢占条件（No Preemption）：
已分配给进程或线程的资源不能被强制剥夺，必须由其自行释放。
循环等待条件（Circular Wait）：
存在一个进程或线程的循环链，每个进程或线程都在等待下一个进程或线程所占用的资源。
只有当这四个条件同时满足时，死锁才会发生。
死锁的示例
以下是一个典型的死锁示例：
#include <pthread.h> #include <stdio.h> pthread_mutex_t mutexA = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_mutex_t mutexB = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; void* thread1_func(void* arg) { pthread_mutex_lock(&mutexA); // 线程1持有mutexA sleep(1); // 模拟一些操作 pthread_mutex_lock(&mutexB); // 线程1尝试获取mutexB printf("Thread 1 is running.\n"); pthread_mutex_unlock(&mutexB); pthread_mutex_unlock(&mutexA); return NULL; } void* thread2_func(void* arg) { pthread_mutex_lock(&mutexB); // 线程2持有mutexB sleep(1); // 模拟一些操作 pthread_mutex_lock(&mutexA); // 线程2尝试获取mutexA printf("Thread 2 is running.\n"); pthread_mutex_unlock(&mutexA); pthread_mutex_unlock(&mutexB); return NULL; } int main() { pthread_t tid1, tid2; pthread_create(&tid1, NULL, thread1_func, NULL); pthread_create(&tid2, NULL, thread2_func, NULL); pthread_join(tid1, NULL); pthread_join(tid2, NULL); return 0; }线程1持有
mutexA并等待mutexB。线程2持有
mutexB并等待mutexA。两个线程互相等待，导致死锁。
死锁的影响
资源浪费：死锁会导致相关进程或线程无法继续执行，占用系统资源。
系统崩溃：如果死锁涉及关键资源，可能导致整个系统无法正常运行。
难以调试：死锁通常难以复现和调试，尤其是在复杂的多线程程序中。
如何避免死锁
锁顺序：确保所有线程以相同的顺序获取锁。
超时机制 ：为锁操作设置超时（如
pthread_mutex_timedlock），避免无限等待。避免嵌套锁：尽量减少锁的嵌套使用。
死锁检测：使用工具或算法检测死锁并采取措施。
资源分配策略：使用资源分配算法（如银行家算法）避免死锁。
死锁检测与恢复
检测：
使用工具（如
gdb、valgrind）分析程序运行状态。实现死锁检测算法（如图的环路检测）。
恢复：
强制终止一个或多个进程或线程。
回滚操作，释放资源并重新分配。
线程阻塞
在 Linux 中，死锁 和阻塞是两个不同的概念，尽管它们都与资源的竞争和等待有关，但它们的表现和原因有显著区别：
阻塞（Blocking）
定义：阻塞是指一个进程或线程因为等待某个资源（如锁、I/O 操作、信号量等）而暂时无法继续执行，进入等待状态。
原因：
等待获取锁（如互斥锁、读写锁）。
等待 I/O 操作完成（如读取文件、网络数据）。
等待信号量或其他同步机制。
特点：
阻塞是暂时的，一旦资源可用，进程或线程会被唤醒并继续执行。
阻塞是正常的同步机制，用于协调多个进程或线程对共享资源的访问。
阻塞不会导致系统无法运行，只是当前任务暂时停止。
示例：
pthread_mutex_lock(&mutex); // 如果锁被其他线程持有，当前线程会阻塞 // 临界区代码 pthread_mutex_unlock(&mutex);区别总结
总之，阻塞是正常的同步行为，而死锁是需要避免的系统错误。
线程饥饿
一个线程持有锁一直不释放，其他线程一直在等待这个锁，这种情况不满足锁的四个必要条件，算是死锁吗？
比如如果一个线程持有锁后进入死循环，且其他线程尝试获取该锁。
具体过程：
线程 A 持有锁后进入死循环，永远不会释放锁。
线程 B 尝试获取该锁，但由于锁被线程 A 持有，线程 B 会一直阻塞等待。
如果还有其他线程也尝试获取该锁，它们同样会阻塞等待。
最终，这些线程会因为无法获取锁而永久阻塞
示例代码如下：
#include <pthread.h> #include <stdio.h> pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; void* thread_func(void* arg) { pthread_mutex_lock(&mutex); // 线程 A 获取锁 while (1) { // 死循环，永远不会释放锁 } pthread_mutex_unlock(&mutex); // 这行代码永远不会执行 return NULL; } int main() { pthread_t tid; pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL); pthread_mutex_lock(&mutex); // 主线程尝试获取锁，会一直阻塞 printf("This will never be printed.\n"); pthread_mutex_unlock(&mutex); pthread_join(tid, NULL); return 0; }线程 A 获取锁后进入死循环，永远不会释放锁。
主线程尝试获取锁时会被阻塞
这种情况下，虽然不满足死锁的四个必要条件 ，但它确实会导致类似死锁的现象，通常称为**资源饥饿（Resource Starvation）或活锁（Livelock）**的一种表现。下面详细分析：
- 这种情况的特点
一个线程持有锁后一直不释放。
其他线程因为无法获取锁而一直等待。
不满足死锁的四个必要条件（特别是循环等待条件），因为没有多个线程相互等待。
- 为什么不是死锁？
死锁的四个必要条件之一是循环等待，即存在一个进程或线程的循环链，每个进程或线程都在等待下一个进程或线程所占用的资源。而在你的描述中：
只有一个线程持有锁，其他线程在等待这个锁。
没有形成循环等待链，因此不满足死锁的定义。
- 这种情况的名称
这种情况通常被称为资源饥饿（Resource Starvation）：
一个线程独占资源（如锁），导致其他线程无法获取资源，从而无法继续执行。
资源饥饿不一定是死锁，但它会导致系统性能下降或部分功能失效。
总结下线程饥饿和死锁的区别
比较明显的现象就是，线程饥饿时通常会有部分线程还能执行，但是死锁时，涉及到的所有线程都无法执行。
更多参考：
五、面试官：你讲一下线程死锁、饥饿和死循环的区别以及死锁的处理？ 我：滔滔不绝...._死锁和循环依赖的区别-CSDN博客
常见问题死锁、资源饥饿、CPU飙高、内存泄漏、内存溢出、栈溢出
