deadlock-and-thread-dump

1. 实验目标与工程要点

本实验构造一个确定性双锁死锁：两个线程以相反顺序获取两把锁，必然互相等待对方已持有的锁，从而永久阻塞。目标是让你亲手制造死锁，并学会用线程 dump 定位它——这是线上「卡死类」问题的标准排查手段。

死锁形成的必要条件（四个同时满足才成立）

条件	含义	本实验如何满足
互斥	资源同一时刻只能被一个线程持有	synchronized 锁天然互斥
持有并等待	持有一把锁的同时等待另一把	T1 持 A 等 B；T2 持 B 等 A
不可剥夺	锁只能由持有者主动释放	synchronized 不会强制剥夺
循环等待	线程间形成等待环路	T1→等 B（被 T2 持）→ T2→等 A（被 T1 持）

重点观察

• jstack 输出里的 BLOCKED 状态与 "Found one Java-level deadlock" 自检信息。
• 锁拥有者链路：T1 owns lockA waiting for lockB；T2 owns lockB waiting for lockA。

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2. 深入原理与生活浅显比喻

2.1 交叉路口比喻

两辆车（T1、T2）分别从左、从右驶入一个单车道窄桥（两把锁 = 桥两段）：

• T1 占了桥左段（lockA），想往前开进桥右段（lockB）；
• T2 占了桥右段（lockB），想退回到桥左段（lockA）；
• 谁都不肯倒车（锁不可剥夺），于是两辆车在桥中央僵死。

这对应死锁四条件的「循环等待」。要打破它，最简单的是统一加锁顺序：大家都先申请左段再申请右段，环路就不成立了。

2.2 为什么 sleep(500) 能让死锁「稳定复现」

源码里每个线程拿到第一把锁后 sleep(500)，目的不是制造死锁（顺序相反本身就够），而是大幅提高两个线程都先拿到第一把锁的概率——否则随机时序下可能其中一个线程连续拿到两把锁就跑掉了，死锁看不到。教学 demo 要可复现，所以人为拉开时间窗。

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3. 动手步骤

3.1 运行死锁程序

cd labs/java/runtime-concurrency/deadlock-and-thread-dump
javac -d out src/DeadlockDemo.java
java -cp out deadlock.DeadlockDemo &

程序会卡住（不会打印「正常结束」），此时另开一个终端：

3.2 抓取线程 dump

# 方式一：jstack（需 PID）
jps            # 找到 DeadlockDemo 的 PID
jstack <PID>

# 方式二：向进程发 QUIT 信号（类 Unix）
kill -3 <PID>  # 线程 dump 直接打印到标准输出

3.3 怎么读 dump（关键片段）

Found one Java-level deadlock:
=============================
"Deadlock-T2":
  waiting to lock monitor 0x... (object 0x..., a java.lang.Object)
  which is held by "Deadlock-T1"
"Deadlock-T1":
  waiting to lock monitor 0x... (object 0x..., a java.lang.Object)
  which is held by "Deadlock-T2"

Java stack information for the threads listed above:
"Deadlock-T1":
  at deadlock.DeadlockDemo.lambda$main$0(DeadlockDemo.java:..)
  - waiting to lock <0x...> (a java.lang.Object)
  - locked <0x...> (a java.lang.Object)   <-- 已持有 lockA
"Deadlock-T2":
  at deadlock.DeadlockDemo.lambda$main$1(DeadlockDemo.java:..)
  - waiting to lock <0x...> (a java.lang.Object)
  - locked <0x...> (a java.lang.Object)   <-- 已持有 lockB

要点：waiting to lock 与 locked 同现，且两线程的锁互相是对方的 locked，就是死锁的铁证。配合 BLOCKED 状态、Deadlock-T1/Deadlock-T2 的持锁-等待关系，可以一路反推到代码中先拿哪把、后拿哪把。

3.4 如何修复（留作练习）

把 T2 也改成「先 lockA 再 lockB」（与 T1 同序），循环等待消失，死锁解除。这正是模块 08 里「锁顺序固定」原则的来源。

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4. 源码

• 死锁构造与运行入口：DeadlockDemo.java

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5. 对应知识库文档

• 理论主文档：Java 并发模型总览
• 死锁 / 活锁 / 竞态定位专题：死锁 / 活锁 / 竞态定位