在多線程編程中，除了要解決數據訪問的同步與互斥之外，還需要解決的重要問題就是多線程的死鎖問題。所謂死鎖: 是指兩個或兩個以上的進程（線程）在執行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象，若無外部處理作用，它們都將無限等待下去。

一、死鎖原因與形成條件

　　死鎖形成的原因：

1. 系統資源不足
2. 進程（線程）推進的順序不恰當；
3. 資源分配不當

　　死鎖形成的條件：

1. 互斥條件：所謂互斥就是進程在某一時間內獨占資源。
2. 請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。
3. 不剝奪條件：進程已獲得資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。
4. 循環等待條件：若幹進程之間形成一種頭尾相接的循環等待資源關系。

　　從編程經驗上來講，形成死鎖的一般原因有以下幾種：

1. 個人使用鎖的經驗差異。
2. 程序模塊使用鎖的差異。
3. 工程代碼版本之間的差異。
4. 工程代碼分支之間的差異。
5. 修改代碼和重構代碼帶來的差異。

二、常見死鎖形成的場景

　　死鎖形成的常見情況有以下幾種：

2.1 忘記釋放鎖

void data_process()
{
    EnterCriticalSection();

    if(/* error happens, forget LeaveCriticalSection */)
        return;

    LeaveCriticalSection();
}

2.2 單線程重復申請鎖

void sub_func()
{
    EnterCriticalSection();
    do_something();
    LeaveCriticalSection();
}

void data_process()
{
    EnterCriticalSection();
    sub_func();
    LeaveCriticalSection();
}

2.3 多線程多鎖申請

void data_process1()
{
    EnterCriticalSection(&cs1);　　// 申請鎖的順序有依賴
    EnterCriticalSection(&cs2);
    do_something1();
    LeaveCriticalSection(&cs2);
    LeaveCriticalSection(&cs1);
}

void data_process2()
{
    EnterCriticalSection(&cs2);　　// 申請鎖的順序有依賴
    EnterCriticalSection(&cs1);
    do_something2();
    LeaveCriticalSection(&cs1);
    LeaveCriticalSection(&cs2);
}

2.4 環形鎖申請

/* 多個線程申請鎖的順序形成相互依賴的環形：
*             A   -  B
*             |      |
*             C   -  D
*/

三、死鎖的避免策略

　　死鎖的代價是非常大的，有時候很難檢測排查，因此需要在編程過程中盡可能的避免發生死鎖。編程中為了避免死鎖應該遵循如下策略：

1. 在編寫多線程程序之前，首先編寫正確的程序，然後再移植到多線程。
2. 時刻檢查自己寫的程序有沒有在跳出時忘記釋放鎖。
3. 如果自己的模塊可能重復使用一個鎖，建議使用嵌套鎖。
4. 對於某些鎖代碼，不要臨時重新編寫，建議使用庫裏面的鎖，或者自己曾經編寫的鎖。
5. 如果某項業務需要獲取多個鎖，必須保證鎖的按某種順序獲取，否則必定死鎖。
6. 編寫簡單的測試用例，驗證有沒有死鎖。
7. 編寫驗證死鎖的程序，從源頭避免死鎖。

多線程編程之線程死鎖問題