面试题：C语言多线程死锁对服务器性能的影响及优化

死锁对服务器整体性能的影响

吞吐量：死锁发生时，线程因相互等待资源而无法继续执行任务。例如，线程A持有资源R1并等待资源R2，而线程B持有资源R2并等待资源R1，这种情况下两个线程都无法推进。对于多线程服务器而言，大量任务积压，无法得到处理，吞吐量会急剧下降，甚至趋近于零。原本能够高效处理大量请求的服务器，由于死锁，在单位时间内成功处理的请求数量大幅减少。
响应时间：由于任务无法正常执行，客户端发送的请求长时间得不到响应。比如，一个简单的查询请求，在正常情况下可能在几毫秒内得到结果，但死锁发生后，线程被阻塞，该请求会一直处于等待状态，响应时间从正常的极短时间延长到无限长，导致用户体验极差。

优化方案

代码层面：
- 资源分配顺序：所有线程按照相同的顺序获取资源。例如，规定所有线程先获取资源R1，再获取资源R2。这样可以避免循环等待资源的情况，从根本上预防死锁。例如：

// 线程1
pthread_mutex_lock(&mutex1);
pthread_mutex_lock(&mutex2);
// 业务逻辑
pthread_mutex_unlock(&mutex2);
pthread_mutex_unlock(&mutex1);

// 线程2
pthread_mutex_lock(&mutex1);
pthread_mutex_lock(&mutex2);
// 业务逻辑
pthread_mutex_unlock(&mutex2);
pthread_mutex_unlock(&mutex1);

- **使用超时机制**：在获取锁时设置超时时间。例如，使用`pthread_mutex_timedlock`函数，如果在规定时间内未能获取到锁，则放弃获取并执行其他操作。这样可以避免线程无限期等待。

struct timespec timeout;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &timeout);
timeout.tv_sec += 1; // 设置1秒超时
int ret = pthread_mutex_timedlock(&mutex, &timeout);
if (ret == ETIMEDOUT) {
    // 处理获取锁超时的情况
} else if (ret == 0) {
    // 成功获取锁，执行相应业务逻辑
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

- **检查死锁**：通过代码逻辑定期检查是否存在死锁。例如，可以维护一个资源占用状态表，记录每个资源被哪个线程占用，以及每个线程正在等待哪些资源。在关键节点进行检查，如果发现循环等待的情况，则判定为死锁，并采取相应措施，如输出日志、重启相关线程等。

2. 系统资源分配层面： - 合理分配资源：根据服务器负载和线程需求，合理分配系统资源。例如，根据CPU核心数合理设置线程数量，避免过多线程竞争CPU资源导致系统性能下降。通过ulimit命令等方式设置合理的文件描述符数量等资源限制，确保每个线程都能获得足够的资源。 - 监控与调整：使用系统监控工具（如top、htop、iostat等）实时监控系统资源使用情况。根据监控数据，动态调整线程数量、资源分配策略等。例如，如果发现CPU使用率过高且线程阻塞严重，可以适当减少线程数量，以减轻系统负载。 - 资源隔离：采用资源隔离技术，将不同类型的任务分配到不同的资源组。例如，将I/O密集型任务和CPU密集型任务分别分配到不同的CPU核心或线程池中，避免相互干扰，降低死锁发生的概率。

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面试题：C语言多线程死锁对服务器性能的影响及优化

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面试题答案

死锁对服务器整体性能的影响

优化方案