如何在C++中实现简单死锁？附相关代码片段

答案是肯定的，这段代码完全踩中了死锁的所有必要条件，几乎每次运行都会直接卡死。

先把你没写完的代码补全为可运行的完整版本：

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <chrono>

std::mutex m1;
std::mutex m2;

auto f1 = [&m1, &m2]() {
    std::lock_guard<std::mutex> lg1(m1);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
    std::lock_guard<std::mutex> lg2(m2);
    std::cout << "A";
};

auto f2 = [&m1, &m2]() {
    std::lock_guard<std::mutex> lg1(m2);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
    std::lock_guard<std::mutex> lg2(m1);
    std::cout << "B";
};

int main() {
    std::thread t1(f1);
    std::thread t2(f2);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

为什么会触发死锁？ #

死锁的四个必要条件这段代码全满足：

• 互斥条件：std::mutex本身就是互斥资源，同一时间只能被一个线程持有；
• 持有并等待：线程1拿到m1后，等着拿m2；线程2拿到m2后，等着拿m1；
• 不可剥夺：std::lock_guard持有的锁不能被其他线程强行夺走，只能由持有线程主动释放；
• 循环等待：线程1依赖线程2持有的m2，线程2依赖线程1持有的m1，形成了循环依赖链。

中间的sleep_for更是给死锁上了“保险”——它确保两个线程有足够的时间分别拿到第一个锁，然后同时卡在第二个锁的获取步骤上，几乎不会出现侥幸绕过的情况。

怎么避免这个死锁？ #

最常用的两种解决方案：

• 固定锁的获取顺序：让两个线程都严格按照先m1后m2的顺序获取锁，直接打破循环等待的条件；
• 用std::lock批量获取锁：这个函数内部会用避免死锁的算法来获取多个锁，示例代码如下：

  auto f1 = [&m1, &m2]() {
      std::lock(m1, m2);
      std::lock_guard<std::mutex> lg1(m1, std::adopt_lock);
      std::lock_guard<std::mutex> lg2(m2, std::adopt_lock);
      std::cout << "A";
  };
  auto f2 = [&m1, &m2]() {
      std::lock(m1, m2);
      std::lock_guard<std::mutex> lg1(m1, std::adopt_lock);
      std::lock_guard<std::mutex> lg2(m2, std::adopt_lock);
      std::cout << "B";
  };
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Witnes