死锁理解 | 青训营笔记

这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的的第7天

今天，我们来讨论流计算系统中的死锁问题。

流计算过程死锁分析

一般情况下之所以会出现“死锁”，主要是因为我们使用锁的方式不对，比如使用了不可重入锁，或者使用多个锁时出现了交叉申请锁的情况。这种情况下出现的“死锁”问题，我们确确实实看到了“锁”的存在。

但当我们在使用流计算编程时，会发现“流”的编程方式已经非常自然地避免了“锁”的使用，也就是说我们并不会在“流”处理的过程中用到“锁”。这是因为，当使用“流”时，被处理的对象依次从上游流到下游。当对象在流到某个步骤时，它是被这个步骤的线程唯一持有，因此不存在对象竞争的问题。

但这是不是就说流计算过程中不会出现“死锁”问题呢？也不是。

所以，为什么会出现“死锁”呢？这里就需要我们仔细分析下了。下面的图 3 描绘了图 2 中的流计算过程之所以会发生死锁的原因。

假设整个流计算过程有 A 和 B 这两个步骤，并且具备“反向压力”能力。这时候，如果 A 的输出已经将 B 的输入队列占满，而 B 的输出又需要重新流向 B 的输入队列，那么由于“反向压力”的存在，B 会一直等到其输入队列有空间可用。而 B 的输入队列又因为 B 在等待，永远也不会有空间被释放，所以 B 会一直等待下去。同时，A 也会因为 B 的输入队列已满，由于反向压力的存在，它也只能不停地等待下去。

如此一来，整个流计算过程就形成了一个死锁，A 和 B 两个步骤都会永远等待下去，这样就出现死锁。

如何避免死锁

所以，我们在流计算过程中，应该怎样避免死锁呢？其实很简单，有三种方法。

一是不使用反向压力功能。只需要我们不使用反向压力功能，即使业务形成“环”了，也不会死锁，因为每个步骤只需要将其输出放到输入队列中，不会发生阻塞等待，所以就不会死锁了。

二是我们在设计业务流程时，不要将业务流程设计成“有环”的了。