[Java Concurrency in Practice]第十章 避免活跃性危险

避免活跃性危险

在安全性和活跃性之间通常存在着某种制衡。我们使用加锁机制来确保线程安全，但如果过度地使用加锁，则可能导致锁顺序死锁。同样，我们使用线程池和信号量来限制对资源的使用，但这些被限制的行为可能会导致资源的死锁。Java应用程序无法从死锁中恢复过来，因此在设计时一定要排除那些可能导致死锁出现的条件。

10.1 死锁

当一个线程永远地持有一个锁，并且其他线程都尝试获得这个锁时，那么他们将永远被阻塞。在线程A持有锁L并想获得锁M的同时，线程B持有锁M并尝试获得锁L，那么这两个线程将永远地等待下去。这种情况就是最简单的死锁形式（或者称为“抱死”）。其中多个线程由于存在环路的锁依赖关系而永远等待下去。（把每个线程假象为有向图中的一个节点，图中每条边表示的关系是：”线程A等待线程B所占有的资源“。如果在图中形成一条环路，那么就存在一个死锁。）

在数据库系统的设中考虑了检测死锁以及从死锁中恢复。

JVM在解决死锁问题方面并没有数据库服务那样强大。当一组线程发生死锁时，“游戏”将到此结束——这些相册欢乐谷永远不能再使用了。根据线程完成工作的不同，可能造成应用程序完全停止，或者某个特定的子系统停止，或者是性能降低。恢复应用程序的唯一方式就是中止并重启它，并希望不要再发生同样的事情。

如果一个类可能发生死锁，那么并不意味着每次都会发生死锁，而只是表示有可能。当死锁出现时，往往是在最糟糕的时候——在高负载情况下。

10.1.1 锁顺序死锁

如下程序中的LiftRightDeadlock存在死锁风险。leftRight和rightLeft这两个方法分别获得left锁和right锁。如果一个线程调用leftRight，而另一个线程调用了rightLeft，并且这两个线程的操作是交替执行，那么它们会发生死锁。

public class LeftRightDeadlock {
private final Object left = new Object();
private final Object right = new Object();

public void leftRight() {
synchronized (left) {
synchronized (right) {
doSomething();
}
}
}

public void rightLeft() {
synchronized (right) {
synchronized (left) {
doSomethingElse();
}
}
}

void doSomething() {
}

void doSomethingElse() {
}
}

在LeftRightDeadlock中发生死锁的原因是：两个线程试图以不同的顺序来获得相同的锁。如果按照相同的顺序来请求锁，那么就不会出现循环的加锁依赖性，因此也就不会产生死锁。如果每个需要锁L和锁M的线程都以相同的顺序来获取L和M那么就不会发生死锁了。

如果所有线程以固定的顺序来获得锁，那么在程序中就不会出现锁顺序死锁问题。

要想验证锁顺序一致性，需要对程序中的加锁行为进行全局分析。如果只是单独地分析每条获取多个锁的代码路径，那是不够的：leftRight和rightLeft都采用了“合理的”方式来获得锁，它们只是不能相互兼容。当需要加锁时，它们需要知道彼此正在执行什么操作。

10.1.2 动态的锁顺序死锁

有时候，并不能清楚地知道是否在锁顺序上有足够的控制权来避免死锁的发生。

public class DynamicOrderDeadlock {
// Warning: deadlock-prone!
public static void transferMoney(Account fromAccount,
Account toAccount,
DollarAmount amount)
throws InsufficientFundsException {
synchronized (fromAccount) {
synchronized (toAccount) {
if (fromAccount.getBalance().compareTo(amount) < 0)
throw new InsufficientFundsException();
else {
fromAccount.debit(amount);
toAccount.credit(amount);
}
}
}
}

static class DollarAmount implements Comparable<DollarAmount> {
// Needs implementation

public DollarAmount(int amount) {
}

public DollarAmount add(DollarAmount d) {
return null;
}

public DollarAmount subtract(DollarAmount d) {
return null;
}

public int compareTo(DollarAmount dollarAmount) {
return 0;
}
}

static class Account {
private DollarAmount balance;
private final int acctNo;
private static final AtomicInteger sequence = new AtomicInteger();

public Account() {
acctNo = sequence.incrementAndGet();
}

void debit(DollarAmount d) {
balance = balance.subtract(d);
}

void credit(DollarAmount d) {
balance = balance.add(d);
}

DollarAmount getBalance() {
return balance;
}

int getAcctNo() {
return acctNo;
}
}

static class InsufficientFundsException extends Exception {
}
}

在transferMoney中如何发生死锁？所有的线程似乎都是按照相同的顺序来获得锁，但事实上锁的顺序取决于传递给transferMoney的参数顺序，而这些参数顺序又取决于外部输入。如果两个线程同时调用transferMoney，其中一个线程从X向Y转账，另一个线程从Y向X转账，那么就会发生死锁：

A: transferMoney(myAccount, yourAccount, 10);
B: transferMoney(yourAccount, myAccount, 20);

如果执行时序不当，那么A可能获得myAccount的锁并等待yourAccount的锁，然而B此时持有yourAccount的锁，并正在等待myAccount的锁。

如何检查这种死锁——查看是否存在嵌套的锁获取操作。由于我们无法控制参数的顺序，因此要解决这个问题，必须定义锁的顺序，并在整个应用程序中按照这个顺序来获取锁。

public class InduceLockOrder {
private static final Object tieLock = new Object();

public void transferMoney(final Account fromAcct,
final Account toAcct,
final DollarAmount amount)
throws InsufficientFundsException {
class Helper {
public void transfer() throws InsufficientFundsException {
if (fromAcct.getBalance().compareTo(amount) < 0)
throw new InsufficientFundsException();
else {
fromAcct.debit(amount);
toAcct.credit(amount);
}
}
}
int fromHash = System.identityHashCode(fromAcct);
int toHash = System.identityHashCode(toAcct);

if (fromHash < toHash) {
synchronized (fromAcct) {
synchronized (toAcct) {
new Helper().transfer();
}
}
} else if (fromHash > toHash) {
synchronized (toAcct) {
synchronized (fromAcct) {
new Helper().transfer();
}
}
} else {
synchronized (tieLock) {
synchronized (fromAcct) {
synchronized (toAcct) {
new Helper().transfer();
}
}
}
}
}

interface DollarAmount extends Comparable<DollarAmount> {
}

interface Account {
void debit(DollarAmount d);

void credit(DollarAmount d);

DollarAmount getBalance();

int getAcctNo();
}

class InsufficientFundsException extends Exception {
}
}

上面程序使用System.identityHashCode方法，该方法将返回由Object.hashCode返回的值。在该版本中使用了System.identityHashCode来定义锁的顺序。

在极少数情况下，两个对象可能拥有相同的散列值，此时必须通过某种任意的方法来决定锁的顺序，而这可能又会引入死锁。为了避免这种情况，可以使用“加时赛”锁。在获得两个Account之前，首先获得这个“加时赛”锁，从而保证每次只有一个线程以未知的顺序获得这两个锁，从而消除了死锁发生的可能性（只要一致地使用这种机制）。如果经常会出现散列冲突的情况，那么这种技术可能会成为并发性的一个瓶颈（这类似于在整个程序中只有一个锁的情况），但由于System.identityHashCode中出现散列冲突的频率非常低，因此这项技术以最小的代价，换来了最大的安全性。

如果在Account中包含一个唯一的，不可变的并且具备可比性的键值，例如账号，那么要制定锁的顺序就更加容易了，通过键值对对象进行排序，因而不需要使用“加时赛”锁。

在真实系统中，死锁往往都是很严重的问题。作为商业产品的应用程序每天可能要执行数十亿次获取锁 - 释放锁的操作。只要这数十亿次操作中有一次发生了错误，就可能导致程序发生死锁，并且及时应用程序通过了压力测试也不可能找出所有潜在的死锁。下面程序在大多数系统下都会很快发生死锁：

public class DemonstrateDeadlock {
private static final int NUM_THREADS = 20;
private static final int NUM_ACCOUNTS = 5;
private static final int NUM_ITERATIONS = 1000000;

public static void main(String[] args) {
final Random rnd = new Random();
final Account[] accounts = new Account[NUM_ACCOUNTS];

for (int i = 0; i < accounts.length; i++)
accounts[i] = new Account();

class TransferThread extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < NUM_ITERATIONS; i++) {
int fromAcct = rnd.nextInt(NUM_ACCOUNTS);
int toAcct = rnd.nextInt(NUM_ACCOUNTS);
DollarAmount amount = new DollarAmount(rnd.nextInt(1000));
try {
DynamicOrderDeadlock.transferMoney(accounts[fromAcct], accounts[toAcct], amount);
} catch (DynamicOrderDeadlock.InsufficientFundsException ignored) {
}
}
}
}
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++)
new TransferThread().start();
}
}

10.1.3 在协作对象之间发生的死锁

某些获取多个锁的操作并不像在LeftRightDeadlock或transferMoney中那么明显，这两个锁并不一定必须在同一个方法中被获取。下面两个相互协作的类，在出租车调度系统中可能会找到它们。Taxi代表一个出租车对象，包含位置和目的地两个属性，Dispatcher代表一个出租车车队。

public class CooperatingDeadlock {
// Warning: deadlock-prone!
class Taxi {
@GuardedBy("this") private Point location, destination;
private final Dispatcher dispatcher;

public Taxi(Dispatcher dispatcher) {
this.dispatcher = dispatcher;
}

public synchronized Point getLocation() {
return location;
}

public synchronized void setLocation(Point location) {
this.location = location;
if (location.equals(destination))
dispatcher.notifyAvailable(this);
}

public synchronized Point getDestination() {
return destination;
}

public synchronized void setDestination(Point destination) {
this.destination = destination;
}
}

class Dispatcher {
@GuardedBy("this") private final Set<Taxi> taxis;
@GuardedBy("this") private final Set<Taxi> availableTaxis;

public Dispatcher() {
taxis = new HashSet<Taxi>();
availableTaxis = new HashSet<Taxi>();
}

public synchronized void notifyAvailable(Taxi taxi) {
availableTaxis.add(taxi);
}

public synchronized Image getImage() {
Image image = new Image();
for (Taxi t : taxis)
image.drawMarker(t.getLocation());
return image;
}
}

class Image {
public void drawMarker(Point p) {
}
}
}

尽管没有任何方法会显式地获取两个锁，但setLocation和getImage等方法的调用者都会获得两个锁。如果一个线程在收到GPS接收器的更新事件时调用setLocation，那么它将首先更新出租车的位置，然后判断它是否到达了目的地。如果已经到达，它会通知Dispatcher：它需要一个新的目的地。因为setLocation和notifyAvailable都是同步方法，因此调用setLocation的线程将首先获取Taxi的锁，然后获取Dispatcher的锁。同样，调用getImage的线程将首先获取Dispatcher的锁，然后再获取每一个Taxi的锁（每次获取一个）。这与LeftRightDeadlock中的情况相同，两个线程按照不同的顺序来获取两个锁，因此就可能产生死锁。

在LeftRightDeadlock或transferMoney中，要查找死锁是比较简单的，只需要找出那些需要获取两个锁的方法。然而要在Taxi和Dispatcher中查找死锁则比较困难：如果在持有锁的情况下调用某个外部方法，那么就需要警惕死锁。

如果在持有锁时调用某个外部方法，那么将出现活跃性问题。在这个外部方法中可能会获取其他锁（这可能会产生死锁），或者阻塞时间过长，导致其他线程无法及时获得当前被持有的锁。

10.1.4 开放调用

Taxi和Dispatcher并不知道它们将要陷入死锁，况且它们本来就不应该知道。方法调用相当于一种抽象屏障，因而你无须了解在被调用方法中所执行的操作。但也正是由于不知道在被调用方法中执行的操作，因此在持有锁的时候对调用某个外部方法将难以进行分析，从而可能出现死锁。

如果在调用某个方法时不需要持有锁，那么这种调用被称为开放调用。依赖于开放调用的类通常能表现出更好的行为，并且在与那些在调用方法时需要持有锁的类相比，也更易于编写。通过尽可能地使用开放调用，将更易于找出那些需要获取多个锁的代码路径，因此也就更容易确保采用一致的顺序来获得锁。

将嵌套加锁改为并行加锁。

开放调用需要使代码块仅被用于保护那些涉及共享状态的操作，如下程序所示，如果只是为了语法紧凑或简单性（而不是因为整个方法必须通过一个锁来保护）而使用同步方法（而不是同步代码块）：

class CooperatingNoDeadlock {
@ThreadSafe
class Taxi {
@GuardedBy("this") private Point location, destination;
private final Dispatcher dispatcher;

public Taxi(Dispatcher dispatcher) {
this.dispatcher = dispatcher;
}

public synchronized Point getLocation() {
return location;
}

public synchronized void setLocation(Point location) {
boolean reachedDestination;
synchronized (this) {
this.location = location;
reachedDestination = location.equals(destination);
}
if (reachedDestination)
dispatcher.notifyAvailable(this);
}

public synchronized Point getDestination() {
return destination;
}

public synchronized void setDestination(Point destination) {
this.destination = destination;
}
}

@ThreadSafe
class Dispatcher {
@GuardedBy("this") private final Set<Taxi> taxis;
@GuardedBy("this") private final Set<Taxi> availableTaxis;

public Dispatcher() {
taxis = new HashSet<Taxi>();
availableTaxis = new HashSet<Taxi>();
}

public synchronized void notifyAvailable(Taxi taxi) {
availableTaxis.add(taxi);
}

public Image getImage() {
Set<Taxi> copy;
synchronized (this) {
copy = new HashSet<Taxi>(taxis);
}
Image image = new Image();
for (Taxi t : copy)
image.drawMarker(t.getLocation());
return image;
}
}

class Image {
public void drawMarker(Point p) {
}
}

}

在程序中应尽量使用开放调用。与那些在持有锁时调用外部方法的程序相比，更易于对依赖于开放调用的程序进行死锁分析。

有时候，在重新编写同步代码块以使用开放调用时会产生意想不到的结果，因为这会使得某个原子操作变为非原子操作。在许多情况下，使某个操作失去原子性是可以接受的。

然而，在某些情况下，丢失原子性会引发错误，此时需要通过另一种技术来实现原子性。例如，在构建一个并发对象时，使得每次只有单个线程执行使用了开放调用的代码路径。例如，在关闭某个服务时，你可能希望所有正在运行的操作执行完成以后，再释放这些服务占用的资源。如果在等待操作完成的同时持有该服务的锁，那么将很容易导致死锁，但如果在服务关闭之前就释放服务的锁，则可能导致其他线程开始新的操作。这个问题的解决方法是，在将服务的状态更新为”关闭“之前一直持有锁，这样其他想要开始新的操作的线程，包括想关闭该服务的其他线程，会发现服务已经不可用，因此也就不会试图开始新的操作。然后，你可以等待关闭操作结束，并且知道当开放调用完成后，只有执行关闭操作的线程才能访问该服务的状态。因此，这项技术依赖于构造的一些协议（而不是通过加锁）来防止其他线程进入代码的临界区。

10.1.5 资源死锁

正如当多个线程相互持有彼此正在等待的锁而又不释放自己已持有的锁时会发生死锁，当它们在相同的资源集合上等待时，也会发生死锁。

假设有两个资源池，例如两个不同数据库的连接池。资源池通常采用信号量来实现当资源池为空时的阻塞行为。如果一个任务需要连接两个数据库，并且在请求这两个资源时不会始终遵循相同的顺序，那么线程A可能持有与数据库D1的连接，并等待与数据库D2的连接，而线程B则持有与D2的连接并等待与D1的连接。（资源池越大，出现这种情况的可能性就越小。如果每个资源池都有N个连接，那么在发生死锁时不仅需要N个循环等待的线程，而且还需要大量不恰当的执行时序。）

另一种基于资源的死锁形式就是线程饥饿死锁：一个任务提交给另一个任务，并等待被提交任务在单线程的Executor中执行完成。这种情况下，第一个任务将永远等待下去，并使得另一个任务以及在这个Executor中执行的所有其他任务都停止执行。如果某些任务需要等待其他任务的结果，那么这些任务往往是产生线程饥饿死锁的主要来源，有界线程池 / 资源池与相互依赖的任务不能一起使用。

10.2 死锁的避免与诊断

如果一个线程每次至多只能获得一个锁，那么就不会产生锁顺序死锁。当然，这种情况通常并不现实，但如果能够避免这种情况，那么就能省去很多工作。如果必须获取多个锁，那么在设计时必须考虑锁的顺序：尽量减少潜在的加锁交互数量，将获取锁时需要遵循的协议写入正式文档并始终遵循这些文档。

在使用细粒度锁的程序中，可以通过使用一种两阶段策略来检查代码中的死锁：首先，找出在什么地方将获取多个锁（使这个集合尽量小），然后对所有这些实例进行全局分析，从而确保它们在整个程序中获取锁的顺序都保持一致。尽可能地使用开放调用，这能极大地简化分析过程。如果所有的调用都是开放调用，那么要发现获取多个锁的实例是非常简单的，可以通过代码审查，或者借助自动化的源代码分析工具。

10.2.1 支持定时的锁

还有一项技术可以检测死锁和从死锁中恢复过来，即显式使用Lock类中的定时tryLock功能来代替内置锁机制。当使用内置锁时，只要没有获得锁，就会永远等待下去，而显式锁则可以指定一个超时时限，在等待超过该时间后tryLock会返回一个失败信息。如果超时时限比获取锁的时间要长很多，那么就可以在发生某个意外情况后重新获得控制权。

当定时锁失败时，你并不需要知道失败的原因。或许是因为发生了死锁，或许某个线程在持有锁时错误地进入了无限循环，还可能是某个操作的执行时间远远超过了你的预期。然而，至少你能记录所发生的次数，以及关于这次操作的其他有用信息，并通过一种更为平缓的方式来重新启动计算，而不是关闭整个进程。

即使在整个系统中没有始终使用定时锁，使用定时锁来获取多个锁也能有效地应对死锁问题。如果在获取锁时超时，那么可以释放这个锁，然后后退并在一段时间后再次尝试，从而消除了死锁发生的条件，使程序恢复过来。（这项技术只有在同时获取两个锁时才有效，如果在嵌套的方法调用中请求多个锁，那么即使你知道已经持有了外层的锁，也无法释放它。）

10.2.2 通过线程转储信息来分析死锁

虽然防止死锁的主要责任在于你自己，但JVM仍然通过线程转储来帮助识别死锁的发生。线程转储包括各个运行中的线程的栈追踪信息，这类似于发生异常时的栈追踪信息。线程转储还包括加锁信息，例如每个线程持有了哪些锁，在哪些栈帧中获得这些锁，以及被阻塞的线程正在等待获取哪一个锁。在生成线程转储之前，JVM将在等待关系图通过循环来找出死锁。如果发现了一个死锁，则获取相应的死锁信息，例如在死锁中涉及哪些锁和线程，以及这个锁的获取操作位于程序的哪些位置。

要在UNIX平台上触发线程转储操作，可以通过向JVM的进程发送SIGQUIT信号（kill -3），或者在UNIX平台中按下Ctrl-\键，在Windows平台中按下Ctrl-Break键。在许多IDE（集成开发环境）中都可以请求线程转储。

如果使用显式的Lock类而不是内部锁，那么Java5.0并不支持与Lock相关的转储信息，在线程转储中不会出现显式地Lock。虽然在Java6中包含了对显式Lock地线程转储和死锁检测等的支持，但在这些锁上获得的信息比在内置锁上获得的信息精确度低。内置锁与获得它们所在的线程栈帧是相关联的，而显式的Lock只与获得它的线程相关联。

如下图片给出了一个J2EE应用程序中获取的部分线程的转储信息。在导致死锁的故障中包括3个组件：一个J2EE应用程序，一个J2EE容器，以及一个JDBC驱动程序，分别由不同的生产商提供。这3个组件都是商业产品，并经过大量的测试，但每一个组件中都存在一个错误，并且这个错误只有当它们进行交互时才会显现出来，并导致服务器出现一个严重的故障。



当诊断死锁时，JVM可以帮我们做许多工作——哪些锁导致了这个问题，设计哪些线程，它们持有哪些其他的锁，以及是否间接地给其他线程带来不利的影响。其中一个线程持有MumbleDBConnection上的锁，并等待获得MumbleDBCallableStatement上的锁，而另一个线程持有MumbleDBCallableStatement上的锁，并等待MumbleDDConnection上的锁。

在这里使用的JDBC驱动程序中明显存在一个锁顺序问题：不同的调用链通过JDBC驱动程序以不同的顺序获取多个锁。如果不是由于另一个错误，这个问题永远不会显现出来：多个线程试图同时使用同一个JDBC连接。这并不是应用程序的设计初衷——开发人员惊讶地发现同一个Connection被两个线程并发使用。在JDBC规范中并没有要求Connection必须是线程安全的，以及Connection通常被封闭在单个线程中使用，而在这里就采用了这种假设。这个生产商视图提供一个线程安全的JDBC驱动，因此在驱动程序代码内部对多个JDBC对象施加了同步机制。然而，生产商却没有考虑锁的顺序，因而驱动程序很容易发生死锁，而正是由于这个存在死锁风险的驱动程序与错误共享Connection的应用程序发生了交互，才使得这个问题暴露出来。因为单个错误并不会产生死锁，只有这两个错误同时发生时才会产生，即使它们分别进行了大量测试。

10.3 其他活跃性危险

尽管死锁是最常见的活跃性危险，但在并发程序中还存在一些其他的活跃性危险，包括：饥饿、丢失信号和活锁。（”丢失信号“在14.2.3节中介绍）

10.3.1 饥饿

当线程由于无法访问它所需要的资源时而不能继续执行时，就发生了”饥饿“。引发饥饿的最常见资源就是CPU时钟周期。如果在Java应用程序中对线程的优先级使用不当，或者在持有锁时执行一些无法结束的结构（例如无限循环，或者无限制地等待某个资源），那么也可能导致饥饿，因为其他需要这个锁的线程将无法得到它。

在Thread API中定义的线程优先级只是作为线程调度的参考。在Thread API中定义了10个优先级，JVM根据需要将它们映射到操作系统的调度优先级。这种映射是在特定平台相关的，因此在某个操作系统中两个不同的Java优先级可能被映射到同一个优先级，而在另一个操作系统中则可能被映射到另一个不同的优先级。在某些操作系统中，如果优先级的数量少于10个，那么有多个Java优先级会被映射到同一个优先级。

操作系统的线程调度器会尽力提供公平的、活跃性良好的调度，甚至超出Java语言规范的需求范围。在大多数Java应用程序中，所有线程都具有相同的优先级Thread.NORM_PRIORITY。线程优先级并不是一种直观的机制，而通过修改线程优先级带来的效果通常也不明显。当提高某个线程优先级时，可能不会起到任何作用，或者也可能使得某个线程的调度优先级高于其他线程，从而导致饥饿。

通常，我们尽量不要改变线程的优先级。只要改变了线程的优先级，程序的行为就将与平台相关，并且会导致发生饥饿问题的风险。你经常能发现某个程序会在一些奇怪的地方调用Thread.sleep或Thread.yield，这是因为该程序视图克服优先级调整问题或响应性问题，并试图让低优先级的线程执行那个更多地时间。

要避免使用线程优先级，因为这会增加平台依赖性，并可能导致活跃性问题。在大多数并发应用程序中，都可以使用默认的线程优先级。

10.3.2 糟糕的响应性

除饥饿以外的另一个问题是糟糕的响应性，如果在GUI应用程序中使用了后台线程，那么这种问题是很常见的。在第9章中开发了一个框架，并发运行时间较长的任务放到后台线程中运行，从而不会使用户界面失去响应。但CPU密集型的后台任务仍然可能对响应性造成影响，因为它们会与事件线程共同竞争CPU的时钟周期。如果由其他线程完成的工作都是后台任务，那么应该降低它们的优先级，从而提高前台程序的响应性。

10.3.3 活锁

活锁是另一种形式的活跃性问题，该问题尽管不会阻塞线程，但也不能继续执行，因为线程将不断重复执行相同的操作，而且总会失败。活锁通常发生在处理事务消息的应用程序中：如果不能成功地处理某个消息，那么消息处理机制将回滚整个事务，并将它重新放到队列的开头。如果消息处理器在处理某种特定类型的消息时存在错误并导致它失败，那么每当这个消息从队列中取出并传递到存在错误的处理器时，都会发生事务回滚。由于这条消息又被放到队列开头，因此处理器将被反复调用，并返回相同的结果。（有时候也被称为毒药消息）虽然处理消息的线程并没有阻塞，但也无法继续执行下去。这种形式的活锁通常是由过度的错误恢复代码造成的，因为它错误地将不可修复的错误作为可修复的错误。

当多个相互协作的线程都对彼此进行响应从而修改各自的状态，并使得任何一个线程都无法继续执行时，就发生活锁。这就像两个过于礼貌的人在半路上面对面地相遇：他们彼此都让出对方的路，然而又在另一条路上相遇了。因此他们就这样反复地避让下去。

要解决这种活锁问题，需要在重试机制中引入随机性。例如，在网络上，如果两台机器尝试使用相同的载波来发送数据包，那么这些数据包就会发生冲突。这两台机器都检测到了冲突，并都在稍后再次重发。如果二者都选择在1秒钟后进行重试，那么它们又会发生冲突，并且不断地冲突下去，因而即使由大量闲置的带宽，也无法使数据包发送出去。为了避免这种情况发生，需要让它们分别等待一段随机地时间。在并发应用程序中，通过等待随机长度的时间和回退可以有效地避免活锁的发生。

小结

活跃性问题故障是一个非常严重的问题，因为当出现活跃性故障时，除了中止应用程序之外没有其他任何机制可以帮助从这种故障时恢复过来。最常见的活跃性故障就是锁顺序死锁。在设计时应该避免产生锁顺序死锁：确保线程在获取多个锁时采用一致的顺序。最好的解决方法是在程序中始终使用开放调用。这将大大减少需要同时持有多个锁的地方，也更容易发现这些地方。