本文探讨在并发场景中避免死锁的可靠策略，重点分析“重试获取锁”方案的缺陷，并介绍基于全局锁序的确定性解决方案，辅以可落地的 java 实现示例。
本文探讨在并发场景中避免死锁的可靠策略，重点分析“重试获取锁”方案的缺陷，并介绍基于全局锁序的确定性解决方案，辅以可落地的 java 实现示例。
在多线程编程中，swapValue(Data other) 这类需同时操作两个共享对象的方法极易引发死锁——尤其当线程 A 调用 a.swapValue(b) 而线程 B 同时调用 b.swapValue(a) 时，若未约定统一的加锁顺序，二者可能各自持有一把锁并无限等待对方释放，形成经典循环等待。
原问题中提出的“循环尝试 tryLock() + 主动 unlock()”方案（即所谓的“锁自旋重试”）虽能规避死锁，但存在明显缺陷：
- ❌ 非确定性与低效性：依赖竞争时机，线程可能长时间空转、频繁上下文切换，浪费 CPU；
- ❌ 逻辑脆弱：混用 synchronized 内置锁与显式 ReentrantLock，导致锁粒度与所有权混乱；
- ❌ 可维护性差：不符合“一次只申请一个资源”的设计直觉，难以推理和测试。
真正健壮的解法是 强制全局一致的锁获取顺序。核心思想是：对任意两个 Data 实例 this 和 other，始终按预定义的、与调用方向无关的唯一顺序加锁（例如先锁 ID 小者，再锁 ID 大者）。这样可彻底消除循环等待条件。
以下是推荐实现（使用 System.identityHashCode 的增强版，规避其非唯一性风险）：
public class Data {
private final long id; // 全局唯一标识符，确保排序稳定
private long value;
private final Lock lock = new ReentrantLock();
public Data(long value) {
this.value = value;
// 使用 ThreadLocalRandom 避免 identityHashCode 碰撞，保证 id 唯一性
this.id = ThreadLocalRandom.current().nextLong();
}
public long getValue() {
lock.lock();
try {
return value;
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void setValue(long value) {
lock.lock();
try {
this.value = value;
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void swapValue(Data other) {
// 关键：按 id 升序确定加锁顺序，避免死锁
Data first = (this.id <= other.id) ? this : other;
Data second = (this.id <= other.id) ? other : this;
first.lock.lock();
try {
second.lock.lock();
try {
long temp = this.getValue();
long newValue = other.getValue();
this.setValue(newValue);
other.setValue(temp);
} finally {
second.lock.unlock(); // 逆序释放：先 second，后 first
}
} finally {
first.lock.unlock();
}
}
}✅ 关键优势说明：
- 确定性：无论 a.swapValue(b) 还是 b.swapValue(a)，总按 min(id_a, id_b) → max(id_a, id_b) 顺序加锁；
- 高效性：无忙等、无重试开销，锁获取失败即阻塞（由 ReentrantLock 保障）；
- 可扩展性：该模式可自然推广至 N 个对象的批量操作；
- 安全性：显式锁完全替代 synchronized，避免锁机制混用。
⚠️ 注意事项：
- id 必须在构造时一次性生成且不可变（如本例用随机长整型），禁用 System.identityHashCode() 直接作为排序依据；
- 加锁后务必使用 try-finally 确保解锁，即使发生异常也不遗漏；
- 解锁顺序建议与加锁顺序相反（LIFO），虽非死锁必要条件，但有助于资源释放的局部性与调试友好性；
- 若业务允许，更优方案是将 swapValue 改为静态方法 static void swap(Data a, Data b)，由调用方明确传入参数，语义更清晰。
综上，“锁重试”是权宜之计，而基于唯一 ID 的锁序协议才是工业级并发编程中预防死锁的标准实践。它简洁、可靠、可验证，应成为处理多资源协同操作的默认范式。
