面试题答案
一键面试1. JVM底层原理角度分析死锁
1.1 锁的状态
在Java中，锁一般是基于对象头中的Mark Word来实现。当死锁发生时，涉及的锁处于被不同线程持有且相互等待对方释放的僵持状态。例如，线程A持有锁L1并等待锁L2，而线程B持有锁L2并等待锁L1，这两把锁都无法被正常释放和获取。
1.2 线程的状态变化
- 初始状态：线程处于新建（New）状态，尚未开始执行。
- 运行状态：线程获得CPU资源开始执行，当尝试获取锁时进入可运行（Runnable）状态。如果成功获取锁，进入运行（Running）状态。
- 阻塞状态：当线程尝试获取被其他线程持有的锁时，进入阻塞（Blocked）状态。死锁发生时，相关线程由于相互等待对方释放锁，一直处于阻塞状态，无法被唤醒继续执行。
1.3 操作系统资源调度情况
- CPU调度：操作系统的CPU调度器按照一定的调度算法（如时间片轮转、优先级调度等）为线程分配CPU时间片。在死锁场景下，处于死锁的线程虽然占有锁资源，但由于阻塞无法继续执行，CPU时间片对它们来说是浪费的，因为它们不会主动释放锁。
- 资源分配：操作系统负责管理系统资源，死锁发生时，相关线程占用的锁资源无法被正常释放和重新分配，导致其他需要这些资源的线程也无法执行，造成资源浪费和系统性能下降。
2. 创新性优化方案
2.1 方案内容
引入“锁租赁”机制。在线程尝试获取锁时，不是无期限等待，而是向一个“锁管理中心”申请租赁锁，设定一个租赁时间。如果在租赁时间内线程成功执行完相关业务逻辑并释放锁，则正常归还锁；如果在租赁时间内未能完成，锁管理中心强制收回锁，并将该线程标记为异常，后续可对其进行特殊处理（如重新调度或终止）。
2.2 可行性
- 避免死锁：通过设定租赁时间，避免了线程无期限等待锁的情况，从根本上防止死锁的发生。
- 资源合理利用：锁管理中心可以在租赁时间到期后及时收回锁，重新分配给其他线程，提高了锁资源的利用率。
2.3 潜在风险
- 业务逻辑中断：如果线程在租赁时间内未能完成业务逻辑，锁被强制收回，可能导致业务逻辑中断，需要额外的机制来处理这种情况，如回滚事务或进行重试。
- 锁管理中心压力：随着系统并发量的增加，锁管理中心需要处理大量的锁租赁申请和回收操作，可能成为系统性能瓶颈，需要合理设计锁管理中心的架构和算法来应对高并发。