最近在做性能优化时，你是否也遇到过这样的困惑：明明按照各种最佳实践优化了代码，但性能提升却不够理想？今天我们就来聊聊在实际项目中经常被忽视的性能优化细节，看看有哪些容易被忽略但效果显著的优化手段。
在并发编程的世界里，死锁就像潜伏的幽灵，悄无声息地让系统陷入瘫痪。相信不少同学在面试中，都曾被问及“什么是死锁？如何避免死锁？”等问题。今天，我们就以一个生动的示例为起点，深入探讨死锁的本质、成因以及预防策略。
什么是死锁？
正如图片中所示，死锁的本质是“两个或多个事务互相持有对方需要的资源，导致彼此无限期地等待”。想象一下，两条繁忙的道路交汇处，如果所有车辆都互相等待对方先通过，就会形成交通堵塞，谁也无法移动。在计算机系统中，资源就好比道路，而事务则像车辆。
为了更形象地理解死锁，我们来看一个经典的数据库事务死锁场景：
示例：事务A和事务B的死锁
假设我们有一个订单系统，其中包含两个表：(支付) 和 (订单)。现在有两个事务同时发生：
事务A：首先更新 表，将订单状态设置为 ‘Done’；然后尝试从 表中读取相关订单信息。事务B：首先更新 表，将订单状态设置为 ‘Paid’；然后尝试从 表中读取相关支付信息。
在理想情况下，这两个事务会顺利完成。但如果执行顺序不当，就会发生死锁。
死锁的步骤分析
结合图示，我们可以将死锁的产生分为以下几个步骤：
事务A 执行 SET = 'Done' WHERE = 100;，并获取 表的锁。事务B 执行 SET = 'Paid' WHERE = 100;，并获取 表的锁。事务A 尝试执行 * FROM WHERE = 100;，需要获取 表的锁，但此时该锁被 事务B 持有，所以 事务A 进入等待状态。事务B 尝试执行 * FROM WHERE = 100;，需要获取 表的锁，但此时该锁被 事务A 持有，所以 事务B 进入等待状态。
此时，事务A 在等待 事务B 释放 表的锁，而 事务B 在等待 事务A 释放 表的锁，形成了相互等待的 循环依赖，导致死锁发生。
死锁的必要条件（ 条件）
要发生死锁，必须同时满足以下四个条件，也称为 条件:
互斥（ ）: 资源只能被一个进程/线程/事务独占。在我们的例子中，数据库表的锁就具有互斥性。占有且等待（Hold and Wait）: 进程/线程/事务 已经持有一些资源，但还在等待其他进程/线程/事务持有的资源。在示例中，事务A 持有 表的锁，同时等待 表的锁。不可剥夺（No ）: 已经分配给进程/线程/事务的资源不能被强制剥夺，只有持有者才能主动释放。循环等待（ Wait）: 存在一个进程/线程/事务的等待链，其中每个进程/线程/事务都在等待链中下一个进程/线程/事务持有的资源。在示例中，事务A等待事务B，事务B又等待事务A。
死锁的预防
既然死锁如此可怕，那么我们应该如何预防它呢？要预防死锁，就是要破坏 条件中的至少一个。
破坏互斥条件：有些资源可以允许多个进程同时访问，例如只读的文件。但对于数据库的锁来说，互斥是难以避免的。破坏占有且等待条件：一种策略是进程/线程/事务在请求资源前，一次性请求所有需要的资源。如果无法获得所有资源，则不持有任何资源。在实际应用中，这种做法可能会导致资源利用率降低。破坏不可剥夺条件：当进程/线程/事务无法获得需要的资源时，可以暂时释放已经持有的资源，在获得全部资源后再执行。这个做法在数据库的实现中比较复杂。破坏循环等待条件：这是最常用的死锁预防方法。我们可以通过定义资源获取的顺序来避免循环等待，比如让所有进程/线程/事务先获取资源A，再获取资源B，以此类推。
在图片中， 部分介绍了三种预防死锁的方法：
* 按严格递增顺序请求资源：这对应于我们上面提到的破坏循环等待条件的策略。
* 回滚长时间持有资源的进程：这种方法可以释放被长期占用的资源。
* 银行家算法：这是一种更高级的死锁避免算法，它可以根据系统资源情况，动态地决定是否为进程分配资源。
死锁的恢复
即使我们采取了预防措施，在复杂的系统中，死锁仍然可能发生。当死锁发生时，我们需要及时检测并恢复。
检测死锁：通过监控系统资源的使用情况和进程/线程/事务的等待关系，我们可以检测死锁是否发生。恢复死锁：常用的恢复策略包括：选择牺牲者（ a ）：选择一个或多个发生死锁的进程/线程/事务，并强制回滚（）。资源剥夺：强制剥夺一些进程/线程/事务占用的资源，使其他进程/线程/事务可以继续执行。进程/线程/事务重启：杀死发生死锁的进程/线程/事务，并重新启动。
总结
死锁是并发编程中需要重点关注的问题。理解死锁的成因和必要条件，有助于我们更好地预防死锁的发生。选择合适的预防策略，并掌握死锁恢复的方法，是构建稳定可靠的并发系统的关键。在实际项目中，我们往往会综合运用多种策略，才能有效地应对死锁的挑战。希望通过本文的讲解，大家能对死锁有一个更清晰的认识。
最后，请大家思考一个问题：在分布式系统中，死锁的检测和恢复会面临哪些新的挑战？ 欢迎在评论区留言讨论。
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