C++中死锁产生的原因与解决方法详解

# 1. 理解死锁的概念

死锁是多线程编程中常见的问题，指两个或多个线程互相等待对方释放资源而无法继续执行的情况。在本章中，我们将深入探讨死锁的概念、产生条件以及其对程序的影响。

# 2. C++中死锁常见场景

在C++程序中，死锁是一个常见的并发编程问题，特别是在多线程编程中。下面将讨论一些C++中常见的死锁场景。

### 2.1 线程间资源竞争导致死锁

在多线程程序中，线程之间经常会竞争共享资源。如果多个线程试图同时占用两个或多个资源，而且这些资源又是互斥的（即一次只能被一个线程占用），那么就容易发生死锁。

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

std::mutex mtx1, mtx2;

void threadFunc1() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock1(mtx1);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    std::lock_guard<std::mutex> lock2(mtx2);
    std::cout << "Thread 1 acquired both locks" << std::endl;
}

void threadFunc2() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock2(mtx2);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    std::lock_guard<std::mutex> lock1(mtx1);
    std::cout << "Thread 2 acquired both locks" << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(threadFunc1);
    std::thread t2(threadFunc2);

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

在上面的示例中，线程1先尝试获取mtx1，然后休眠1秒，接着尝试获取mtx2；而线程2则相反。如果线程1获取了mtx1，但此时线程2已经获取了mtx2，那么它们将陷入死锁状态。

### 2.2 多线程间循环等待引发死锁

另一个常见的死锁场景是循环等待。也就是说，多个线程互相持有对方需要的资源，形成一个闭环，导致所有线程无法继续执行下去。

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

std::mutex mtx1, mtx2;

void threadFunc1() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock1(mtx1);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    std::lock_guard<std::mutex> lock2(mtx2);
    std::cout << "Thread 1 acquired both locks" << std::endl;
}

void threadFunc2() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock2(mtx2);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    std::lock_guard<std::mutex> lock1(mtx1);
    std::cout << "Thread 2 acquired both locks" << std::endl;
}