Java死鎖不是會讓CPU爆表嗎

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一、為什么線程會"卡死"？

上周生產(chǎn)環(huán)境報警群炸了——CPU使用率飆到98%！當我打開線程dump一看，二十幾個線程都在BLOCKED狀態(tài)，像極了早高峰的三環(huán)路。這時候老板沖過來問："不是說死鎖會卡死線程嗎？怎么CPU還這么高？"

死鎖的四個必要條件（交通堵塞版）：

互斥條件：單行道只能過一輛車（資源獨占）
請求與保持：占著左轉(zhuǎn)道還想直行（持有資源不釋放）
不可剝奪：沒有交警強制移車（系統(tǒng)不能回收資源）
循環(huán)等待：四輛車十字路口互不相讓（環(huán)形依賴）

// 經(jīng)典轉(zhuǎn)賬死鎖案例
public void transfer(Account from, Account to, int amount) {
    synchronized (from) {          // 鎖住轉(zhuǎn)出賬戶
        Thread.sleep(100);        // 模擬網(wǎng)絡(luò)延遲
        synchronized (to) {       // 嘗試鎖住轉(zhuǎn)入賬戶
            from.withdraw(amount);
            to.deposit(amount);
        }
    }
}
// 當兩個線程互相轉(zhuǎn)賬時就會死鎖

二、死鎖到底會不會拉高CPU？

純死鎖不會！但是...

當線程進入BLOCKED狀態(tài)時，會主動讓出CPU時間片。這時候CPU應(yīng)該很閑才對，就像堵車時司機都熄火等待。但實際情況往往更復(fù)雜：

CPU升高的三大間接原因：

線程池的報復(fù)性補償：大量線程被阻塞，線程池瘋狂創(chuàng)建新線程
自旋鎖的忙等待：某些鎖實現(xiàn)會循環(huán)嘗試獲取鎖（CAS操作）
監(jiān)控系統(tǒng)的自救行為：健康檢查、日志打印等補償機制

最近處理的一個真實案例：某支付系統(tǒng)死鎖后，線程池從50線程暴漲到500線程，導(dǎo)致CPU飆升。用jstack抓取線程快照發(fā)現(xiàn)，大量線程卡在ThreadPoolExecutor$Worker.run()中的getTask()調(diào)用。

三、線程的六種狀態(tài)

通過jstack輸出的線程狀態(tài)，就能看穿JVM的內(nèi)心戲：

狀態(tài)	解釋	CPU占用
RUNNABLE	正在執(zhí)行或等待CPU時間片	高
BLOCKED	等待監(jiān)視器鎖（synchronized）	無
WAITING	無時限等待（Object.wait()）	無
TIMED_WAITING	有時限等待（Thread.sleep()）	無
TERMINATED	已終止	無
NEW	未啟動	無

診斷死鎖的黃金命令：

# 生成線程dump
jstack <pid> > thread_dump.log

# 查找死鎖關(guān)鍵詞
grep -A 20 "deadlock" thread_dump.log

四、CPU飆升時的破解指南

1. Arthas

# 監(jiān)控線程狀態(tài)
thread -n 5

# 查看死鎖
thread -b

2. VisualVM

3. 壓箱底的腳本

#!/bin/bash
# 監(jiān)控CPU與線程數(shù)
while true; do
    date +"%T"
    top -bn1 | grep java
    jstack <pid> | grep -E "BLOCKED|RUNNABLE" | wc -l
    sleep 2
done

五、預(yù)防死鎖的六個狠招

1. 鎖排序法

public void transfer(Account a, Account b, int amount) {
    Account first = a.id < b.id ? a : b;
    Account second = a.id < b.id ? b : a;
    
    synchronized (first) {
        synchronized (second) {
            // 轉(zhuǎn)賬邏輯
        }
    }
}

2. 使用tryLock

Lock lock1 = new ReentrantLock();
Lock lock2 = new ReentrantLock();

if (lock1.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
    try {
        if (lock2.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
            try {
                // 業(yè)務(wù)邏輯
            } finally {
                lock2.unlock();
            }
        }
    } finally {
        lock1.unlock();
    }
}