デッドロックとは何か？原因、コード例、および解決方法

デッドロックの原因: デッドロックは、次の条件が同時に成立することで発生します:

1. 相互排除: リソースは排他的に使用されるため、同時に複数のスレッドやプロセスが同じリソースを保持することはできません。
2. 保持待ち: スレッドやプロセスは、他のリソースを保持している間、別のリソースの取得を待ちます。
3. 資源の非分割可能性: リソースは分割不可能な単位であり、他のスレッドやプロセスと共有することができません。
4. 循環待ち: スレッドやプロセスの間で循環的な依存関係が存在し、互いにリソースを待ち合っています。

デッドロックの例: 以下は、Javaのコード例でデッドロックが発生する状況です:

public class DeadlockExample {
    private static Object resource1 = new Object();
    private static Object resource2 = new Object();
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println("Thread 1: Holding resource 1...");
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (resource2) {
                    System.out.println("Thread 1: Holding resource 1 and resource 2...");
                }
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            synchronized (resource2) {
                System.out.println("Thread 2: Holding resource 2...");
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (resource1) {
                    System.out.println("Thread 2: Holding resource 1 and resource 2...");
                }
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

上記のコードでは、2つのスレッドが互いに異なる順序でリソースをロックしようとしています。これにより、デッドロックが発生し、プログラムが進行せずに永久に停止します。

デッドロックの解決方法: デッドロックを回避または解決するためには、以下の方法があります:

1. デッドロック回避: リソースの取得順序を統一することで、デッドロックを回避できます。
2. デッドロック検出: デッドロックが発生した場合に検出するアルゴリズムを実装し、適切な処理を行います。
3. リソースの割り当て方法の見直し: リソースをより効率的に割り当てる方法を見直すことで、デッドロックのリスクを軽減することができます。
4. サイクル検出と解除: グラフ理論のアルゴリズムを使用して、リソース要求のサイクルを検出し、解除することができます。