面试题：并发与同步之死锁恢复后进程同步机制的调整

Question

假设系统发生死锁并成功恢复，在恢复后，为了保证系统稳定性，对于进程间原有的同步机制（如信号量、互斥锁等）可能需要进行哪些调整？请举例说明。

Answer 1

1. 检查同步对象状态：
   • 死锁恢复后，需要检查信号量、互斥锁等同步机制的状态。例如，对于互斥锁，如果死锁发生时某个进程持有互斥锁但未正常释放，恢复后要确保该互斥锁处于未锁定状态，以便其他进程可以正常获取。可以通过调用相关函数（如pthread_mutex_unlock）来手动解锁互斥锁。
   • 对于信号量，要检查其计数值是否正确。假设一个信号量初始值为3，在死锁过程中可能有进程获取信号量但未释放，恢复后需要将信号量的计数值调整回正确值。比如通过sem_post函数增加信号量计数值。
2. 重新初始化同步对象：
   • 在某些复杂情况下，可能需要重新初始化同步机制。例如，一个基于共享内存的信号量，死锁恢复后可能其内部状态已损坏，此时可以重新创建信号量并设置初始值。以POSIX信号量为例，可以使用sem_init函数重新初始化信号量。
   • 对于互斥锁，如果死锁导致其内部状态不可靠，也可以重新创建互斥锁。如使用pthread_mutex_init函数重新初始化互斥锁。
3. 调整同步逻辑：
   • 分析死锁产生的原因，如果是同步逻辑设计问题，需要调整相关的同步逻辑。例如，在一个生产者 - 消费者模型中，如果死锁是由于生产者和消费者对共享缓冲区的访问同步不当造成的，可以修改信号量的使用逻辑。原本可能生产者在缓冲区满时没有正确等待缓冲区有空间（信号量计数值大于0），而是继续尝试写入，导致死锁。恢复后，可以调整生产者的代码逻辑，使其在缓冲区满时正确等待信号量。具体来说，生产者代码在写入共享缓冲区前，调用sem_wait等待表示缓冲区有空间的信号量。