什么时候会死锁？

死锁（Deadlock）是指两个或多个事务在持有资源的同时，又请求其他事务持有的资源，从而造成事务之间互相等待，且这种等待状态不会自动解除的情况。死锁通常发生在以下几种情况下：

1. 持有并请求（Hold and Wait）

一个事务已经持有一个资源的锁，同时又请求另一个资源的锁，而该资源正被另一个事务持有。由于两个事务都在等待对方释放资源，导致死锁。

示例：

• 事务T1持有资源A的锁，并请求资源B的锁。
• 事务T2持有资源B的锁，并请求资源A的锁。
• 结果：T1等待T2释放B，T2等待T1释放A，形成死锁。

2. 非抢占（No Preemption）

事务所持有的资源锁不能被强制剥夺，必须由持有资源的事务自行释放。如果事务不主动释放资源，其他事务将无法获得这些资源，导致死锁。

3. 循环等待（Circular Wait）

存在一个事务等待链，事务之间相互等待资源，形成一个循环等待的状态。

示例：

• 事务T1等待T2释放资源A。
• 事务T2等待T3释放资源B。
• 事务T3等待T1释放资源C。
• 结果：T1、T2、T3之间形成循环等待，导致死锁。

4. 资源不足（Resource Insufficiency）

系统中可用的资源不足以满足所有事务的需求，导致事务之间相互等待资源，可能引发死锁。

如何避免死锁

1. 资源分配策略：

   • 预防策略：严格控制资源分配顺序，避免循环等待。例如，要求所有事务按照同样的顺序请求资源。
   • 避免策略：在事务开始时，预先分配所有需要的资源。如果无法分配所有资源，则不开始该事务。

2. 检测和解除死锁：

   • 死锁检测：系统定期检查是否存在死锁，通常通过构建等待图来检测循环等待。若发现死锁，则选择回滚一个或多个事务以解除死锁。
   • 死锁解除：当检测到死锁后，通过回滚（撤销）某些事务来打破循环等待，从而解除死锁。

3. 资源抢占：

   • 超时机制：设置事务等待资源的最大时间，超过时间后自动回滚该事务，从而避免长期的循环等待。

具体示例

假设有两个事务T1和T2，以及资源A和B：

1. 死锁场景：

   • T1锁定资源A，然后请求锁定资源B。
   • T2锁定资源B，然后请求锁定资源A。
   • 结果：T1等待T2释放B，T2等待T1释放A，形成死锁。

2. 避免死锁的资源分配策略：

   • 要求事务按相同顺序请求资源（例如，先请求资源A，再请求资源B），这样可以避免循环等待。

总结

死锁是并发控制中的一个重要问题，通过合理的资源分配策略、死锁检测和解除机制，以及资源抢占策略，可以有效地避免和处理死锁，保证系统的稳定性和并发事务的正确执行。