面试题：并发与同步：如何通过操作系统日志精确分析死锁的发生过程

Question

假设你获取到了一段操作系统日志，其中疑似发生了死锁。描述你将采用的具体步骤和分析方法，来精确还原死锁发生的整个过程，包括涉及的线程、资源获取顺序等关键信息。

Answer 1

1. 收集信息
   • 详细日志：对获取到的操作系统日志进行全面细致的梳理，注意记录时间戳、线程ID、资源请求和释放等关键事件的详细描述。
   • 系统状态：如果可能，收集死锁发生时系统的整体状态信息，如内存使用情况、CPU利用率等，这些信息有助于从宏观角度理解死锁发生的背景。
2. 识别死锁症状
   • 资源争用：查找日志中资源请求长时间未得到满足，且相关线程没有释放资源的迹象，初步判断存在资源争用情况。
   • 线程停滞：关注线程状态长时间保持不变，没有推进到预期的下一个执行阶段，可能暗示线程陷入死锁。
3. 分析线程和资源
   • 线程追踪：根据日志中的线程ID，追踪每个线程的执行轨迹，确定线程在死锁发生前执行的操作序列，特别注意资源获取和释放的时间点。
   • 资源映射：构建资源映射表，记录每个资源的当前占用状态以及被请求的顺序，明确哪些资源是死锁的关键因素。
4. 构建死锁场景
   • 时间线绘制：以时间戳为依据，绘制线程操作和资源状态变化的时间线，直观展示各个线程在不同时间点对资源的请求、占用和释放情况。
   • 依赖关系分析：从时间线和资源映射表中分析线程之间的资源依赖关系，确定死锁发生的循环依赖路径，明确涉及死锁的具体线程以及它们获取资源的先后顺序。
5. 验证和确认
   • 理论验证：依据死锁的四个必要条件（互斥、占有并等待、不可剥夺、循环等待），对构建的死锁场景进行理论验证，确保死锁场景的合理性。
   • 模拟复现：如果条件允许，尝试在测试环境中模拟死锁场景，通过调整资源数量、线程执行顺序等参数，观察是否能够复现相同的死锁现象，进一步确认死锁发生的过程。