如何检测和发现程序是否陷入死锁？

Question

这是一个面试问题。

如何检测并找出程序是否处于死锁状态？在Linux/Unix系统上有哪些工具可以用来做到这一点？

我的想法：

如果一个程序没有进展而且其状态为运行中，那么它就会陷入死锁。但是，其他原因也可能导致这个问题。开源工具valgrind（halgrind）可以做到这一点。对吗？

- user1002288

Answer 1

如果您怀疑出现死锁，请执行ps aux | grep <exe name>命令，如果输出中的PROCESS STATE CODE是D（不可中断睡眠），则表示存在死锁。因为正如@daijo所解释的那样，假设有两个线程T1和T2，每个线程都受到S1& S2信号量保护的两个关键部分，如果T1获取了S1并且T2获取了S2，然后在放弃已经持有的一个之前，他们尝试获取另一个锁，这将导致死锁，在执行ps aux | grep <exe name>时，process state code将是D（即不可中断睡眠）。 工具： Valgrind、Lockdep（Linux内核工具）

查看此链接，了解死锁类型及其避免方法： http://cmdlinelinux.blogspot.com/2014/01/linux-kernel-deadlocks-and-how-to-avoid.html 编辑：ps aux的输出D“可能”意味着进程处于死锁状态，根据此Redhat文档：

不可中断的睡眠状态
不可中断的睡眠状态是指 它不会立即处理信号。只有在等待资源变得可用或者在等待期间超时（如果在将进程置于睡眠状态时指定了超时时间），它才会唤醒。

- brokenfoot

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不可中断的睡眠指等待任何数量的资源，通常是IO - 如何将其用于死锁？ - excalibur

@brokenfoot - 我同意@excalibur的观点，提供的链接中说，该进程“可能”会陷入死锁状态。 - Guy Avraham

Answer 2

我建议您查看Helgrind：线程错误检测器。

这种问题的最简单例子如下。

想象一下某个共享资源R，由于某种原因，它由两个锁L1和L2保护，当访问R时必须同时持有这两个锁。

假设一个线程先获取L1，然后获取L2，并继续访问R。这意味着程序中的所有线程都必须按照先L1再L2的顺序获取这两个锁。否则就会出现死锁的风险。

如果两个线程（称为T1和T2）都想访问R，则可能会发生死锁。假设T1首先获取L1，T2首先获取L2。然后T1尝试获取L2，T2尝试获取L1，但这些锁已经被持有。因此，T1和T2将陷入死锁状态。

- daijo