Linux死锁实验分析与总结

三、实验结果截图及分析

1. 实验代码

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>pthread_mutex_t mutex1 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t mutex2 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;void* producer(void* arg) {while (1) {pthread_mutex_lock(&mutex1);sleep(1);pthread_mutex_lock(&mutex2);printf("Producer is producing...\n");pthread_mutex_unlock(&mutex2);pthread_mutex_unlock(&mutex1);}return NULL;
}void* consumer(void* arg) {while (1) {pthread_mutex_lock(&mutex2);sleep(1);pthread_mutex_lock(&mutex1);printf("Consumer is consuming...\n");pthread_mutex_unlock(&mutex1);pthread_mutex_unlock(&mutex2);}return NULL;
}int main() {pthread_t tid1, tid2;pthread_create(&tid1, NULL, producer, NULL);pthread_create(&tid2, NULL, consumer, NULL);pthread_join(tid1, NULL);pthread_join(tid2, NULL);return 0;
}

2. 运行结果

程序运行后挂起，无输出。通过 Ctrl+C 终止后重新运行多次，现象一致。

3. 死锁分析

使用 pstack 查看进程堆栈：

$ ps aux | grep deadlock
$ pstack <PID># 输出示例
Thread 2 (Thread 0x7f8a4b27e700 (LWP 12345)):
#0  0x00007f8a4c6d4e32 in __GI___pthread_mutex_lock (mutex=0x55d8c0e02010 <mutex2>) at ../nptl/pthread_mutex_lock.c:67
#1  0x000055d8c0e0193a in consumer (arg=0x0) at deadlock.c:18
...Thread 1 (Thread 0x7f8a4ba7f740 (LWP 12344)):
#0  0x00007f8a4c6d4e32 in __GI___pthread_mutex_lock (mutex=0x55d8c0e02000 <mutex1>) at ../nptl/pthread_mutex_lock.c:67
#1  0x000055d8c0e018e6 in producer (arg=0x0) at deadlock.c:9
...

分析：

• 生产者线程（Thread 1）持有 mutex1，等待 mutex2。

• 消费者线程（Thread 2）持有 mutex2，等待 mutex1。

• 两个线程互相等待对方释放锁，形成循环等待，导致死锁。

4. 死锁原因

• 锁顺序不一致：生产者先获取 mutex1 再 mutex2，消费者反之。

• 资源竞争：双方同时持有一个锁并请求对方持有的锁，导致永久阻塞。

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四、总结

1. 实验问题及解决

• 问题1：死锁复现概率低。
  解决：在锁操作间添加 sleep(1) 增大竞争窗口。

• 问题2：工具使用不熟练。
  解决：查阅 pstack 和 gdb 文档，熟悉多线程调试命令。

2. 心得体会

• 设计阶段：明确锁的获取顺序是避免死锁的关键。

• 调试技巧：堆栈跟踪工具能快速定位阻塞点，结合多次采样提高准确性。

• 理论实践结合：通过实际代码验证了循环等待导致死锁的原理。