死鎖（Deadlock）

所謂死鎖：是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程在執(zhí)行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象，若無外力作用，它們都將無法推進(jìn)下去。此時(shí)稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)或系統(tǒng)產(chǎn)生了死鎖，這些永遠(yuǎn)在互相等待的進(jìn)程稱為死鎖進(jìn)程。由于資源占用是互斥的，當(dāng)某個(gè)進(jìn)程提出申請資源后，使得有關(guān)進(jìn)程在無外力協(xié)助下，永遠(yuǎn)分配不到必需的資源而無法繼續(xù)運(yùn)行，這就產(chǎn)生了一種特殊現(xiàn)象死鎖。 一種情形，此時(shí)執(zhí)行程序中兩個(gè)或多個(gè)線程發(fā)生永久堵塞（等待），每個(gè)線程都在等待被其他線程占用并堵塞了的資源。例如，如果線程A鎖住了記錄1并等待記錄2，而線程B鎖住了記錄2并等待記錄1，這樣兩個(gè)線程就發(fā)生了死鎖現(xiàn)象。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,如果系統(tǒng)的資源分配策略不當(dāng)，更常見的可能是程序員寫的程序有錯(cuò)誤等，則會(huì)導(dǎo)致進(jìn)程因競爭資源不當(dāng)而產(chǎn)生死鎖的現(xiàn)象。鎖有多種實(shí)現(xiàn)方式，比如意向鎖，共享－排他鎖，鎖表，樹形協(xié)議，時(shí)間戳協(xié)議等等。鎖還有多種粒度，比如可以在表上加鎖，也可以在記錄上加鎖。

產(chǎn)生死鎖的原因主要是：

（1）系統(tǒng)資源不足。
（2） 進(jìn)程運(yùn)行推進(jìn)的順序不合適。
（3）資源分配不當(dāng)?shù)取?/p>

如果系統(tǒng)資源充足，進(jìn)程的資源請求都能夠得到滿足，死鎖出現(xiàn)的可能性就很低，否則就會(huì)因爭奪有限的資源而陷入死鎖。其次，進(jìn)程運(yùn)行推進(jìn)順序與速度不同，也可能產(chǎn)生死鎖。

產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件：

（1） 互斥條件：一個(gè)資源每次只能被一個(gè)進(jìn)程使用。
（2） 請求與保持條件：一個(gè)進(jìn)程因請求資源而阻塞時(shí)，對已獲得的資源保持不放。
（3） 不剝奪條件:進(jìn)程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強(qiáng)行剝奪。
（4） 循環(huán)等待條件:若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。

這四個(gè)條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之一不滿足，就不會(huì)發(fā)生死鎖。

死鎖的預(yù)防和解除：

理解了死鎖的原因，尤其是產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件，就可以最大可能地避免、預(yù)防和解除死鎖。所以，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、進(jìn)程調(diào)度等方面注意如何不讓這四個(gè)必要條件成立，如何確定資源的合理分配算法，避免進(jìn)程永久占據(jù)系統(tǒng)資源。此外，也要防止進(jìn)程在處于等待狀態(tài)的情況下占用資源,在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，對進(jìn)程發(fā)出的每一個(gè)系統(tǒng)能夠滿足的資源申請進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否分配資源，若分配后系統(tǒng)可能發(fā)生死鎖，則不予分配，否則予以分配 。因此，對資源的分配要給予合理的規(guī)劃。
如何將死鎖減至最少

雖然不能完全避免死鎖，但可以使死鎖的數(shù)量減至最少。將死鎖減至最少可以增加事務(wù)的吞吐量并減少系統(tǒng)開銷，因?yàn)橹挥泻苌俚氖聞?wù)回滾，而回滾會(huì)取消事務(wù)執(zhí)行的所有工作。由于死鎖時(shí)回滾而由應(yīng)用程序重新提交。

下列方法有助于最大限度地降低死鎖：

（1）按同一順序訪問對象。
（2）避免事務(wù)中的用戶交互。
（3）保持事務(wù)簡短并在一個(gè)批處理中。
（4）使用低隔離級別。
（5）使用綁定連接。

按同一順序訪問對象

如果所有并發(fā)事務(wù)按同一順序訪問對象，則發(fā)生死鎖的可能性會(huì)降低。例如，如果兩個(gè)并發(fā)事務(wù)獲得 Supplier 表上的鎖，然后獲得 Part 表上的鎖，則在其中一個(gè)事務(wù)完成之前，另一個(gè)事務(wù)被阻塞在 Supplier 表上。第一個(gè)事務(wù)提交或回滾后，第二個(gè)事務(wù)繼續(xù)進(jìn)行。不發(fā)生死鎖。將存儲過程用于所有的數(shù)據(jù)修改可以標(biāo)準(zhǔn)化訪問對象的順序。

避免事務(wù)中的用戶交互

避免編寫包含用戶交互的事務(wù)，因?yàn)檫\(yùn)行沒有用戶交互的批處理的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于用戶手動(dòng)響應(yīng)查詢的速度，例如答復(fù)應(yīng)用程序請求參數(shù)的提示。例如，如果事務(wù)正在等待用戶輸入，而用戶去吃午餐了或者甚至回家過周末了，則用戶將此事務(wù)掛起使之不能完成。這樣將降低系統(tǒng)的吞吐量，因?yàn)槭聞?wù)持有的任何鎖只有在事務(wù)提交或回滾時(shí)才會(huì)釋放。即使不出現(xiàn)死鎖的情況，訪問同一資源的其它事務(wù)也會(huì)被阻塞，等待該事務(wù)完成。

保持事務(wù)簡短并在一個(gè)批處理中

在同一數(shù)據(jù)庫中并發(fā)執(zhí)行多個(gè)需要長時(shí)間運(yùn)行的事務(wù)時(shí)通常發(fā)生死鎖。事務(wù)運(yùn)行時(shí)間越長，其持有排它鎖或更新鎖的時(shí)間也就越長，從而堵塞了其它活動(dòng)并可能導(dǎo)致死鎖。

保持事務(wù)在一個(gè)批處理中，可以最小化事務(wù)的網(wǎng)絡(luò)通信往返量，減少完成事務(wù)可能的延遲并釋放鎖。

使用低隔離級別

確定事務(wù)是否能在更低的隔離級別上運(yùn)行。執(zhí)行提交讀允許事務(wù)讀取另一個(gè)事務(wù)已讀?。ㄎ葱薷模┑臄?shù)據(jù)，而不必等待第一個(gè)事務(wù)完成。使用較低的隔離級別（例如提交讀）而不使用較高的隔離級別（例如可串行讀）可以縮短持有共享鎖的時(shí)間，從而降低了鎖定爭奪。

使用綁定連接

使用綁定連接使同一應(yīng)用程序所打開的兩個(gè)或多個(gè)連接可以相互合作。次級連接所獲得的任何鎖可以象由主連接獲得的鎖那樣持有，反之亦然，因此不會(huì)相互阻塞。

最新評論