面试题：C语言多线程数据共享的死锁问题

死锁产生原因

在多线程数据共享场景下，死锁产生的原因主要有以下几点：

互斥条件：每个锁在同一时间只能被一个线程持有。
占有并等待：线程在持有一个锁的同时，等待获取其他锁。
不可剥夺：锁不能被强制从持有它的线程中夺走。
循环等待：线程之间形成一个环形的等待链，每个线程都在等待下一个线程持有的锁。

可能导致死锁的操作顺序

对于两个线程T1和T2，以及两把锁L1和L2，如果按照以下顺序操作可能导致死锁：

线程T1：获取锁L1。
线程T2：获取锁L2。
线程T1：尝试获取锁L2，但此时锁L2被线程T2持有，线程T1进入等待状态。
线程T2：尝试获取锁L1，但此时锁L1被线程T1持有，线程T2进入等待状态。这样就形成了循环等待，导致死锁。

避免死锁的方法

按顺序获取锁：所有线程都按照相同的顺序获取锁，例如都先获取L1，再获取L2。
超时机制：设置获取锁的超时时间，如果在规定时间内没有获取到锁，则释放已经获取的锁，并进行相应处理。
资源分配图算法：通过算法检测是否会出现死锁，如果会则不进行资源分配。

避免死锁的代码结构示例（按顺序获取锁）

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>

// 定义两把锁
pthread_mutex_t L1 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t L2 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

// 线程1的执行函数
void* thread1(void* arg) {
    // 按顺序获取锁
    pthread_mutex_lock(&L1);
    printf("Thread 1 acquired L1\n");
    pthread_mutex_lock(&L2);
    printf("Thread 1 acquired L2\n");
    // 操作共享数据
    // 释放锁
    pthread_mutex_unlock(&L2);
    pthread_mutex_unlock(&L1);
    return NULL;
}

// 线程2的执行函数
void* thread2(void* arg) {
    // 按顺序获取锁
    pthread_mutex_lock(&L1);
    printf("Thread 2 acquired L1\n");
    pthread_mutex_lock(&L2);
    printf("Thread 2 acquired L2\n");
    // 操作共享数据
    // 释放锁
    pthread_mutex_unlock(&L2);
    pthread_mutex_unlock(&L1);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t t1, t2;

    // 创建线程1
    if (pthread_create(&t1, NULL, thread1, NULL) != 0) {
        printf("\n ERROR creating thread 1");
        return 1;
    }

    // 创建线程2
    if (pthread_create(&t2, NULL, thread2, NULL) != 0) {
        printf("\n ERROR creating thread 2");
        return 1;
    }

    // 等待线程1和线程2结束
    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);

    // 销毁锁
    pthread_mutex_destroy(&L1);
    pthread_mutex_destroy(&L2);

    return 0;
}

在上述代码中，两个线程都按照先获取L1，再获取L2的顺序进行操作，从而避免了死锁的发生。

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面试题：C语言多线程数据共享的死锁问题

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面试题答案

死锁产生原因

可能导致死锁的操作顺序

避免死锁的方法

避免死锁的代码结构示例（按顺序获取锁）