ما هو الـ deadlock؟ ما الشروط الأربعة، وكيف تمنعه؟

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**الـ deadlock حالة ينتظر فيها خيطان أو أكثر إلى الأبد موردًا يمسكه الآخرون، فلا يستطيع أيٌّ منهم المتابعة.** يتطلّب تحقّق أربعة شروط في آن واحد (شروط Coffman).

## الشروط الأربعة

1. **الاستبعاد المتبادل (Mutual exclusion)** — المورد مُمسَك حصريًا.
2. **الإمساك والانتظار (Hold and wait)** — خيط يمسك موردًا بينما ينتظر آخر.
3. **عدم الاستباق (No preemption)** — لا يمكن انتزاع الموارد قسرًا.
4. **الانتظار الدائري (Circular wait)** — حلقة من الخيوط ينتظر كلٌّ منها التالي.

اكسر أيًّا منها ويصبح الـ deadlock مستحيلًا.

```text
Thread 1 holds A, wants B ─┐
                           ├─ circular wait → deadlock
Thread 2 holds B, wants A ─┘
```

## مثال وإصلاح

```python
# DEADLOCK: threads lock in opposite orders
def t1():
    with lockA:
        with lockB: ...     # T1: A then B
def t2():
    with lockB:
        with lockA: ...     # T2: B then A  ← cycle!

# FIX: impose a global lock ordering (always A before B)
def safe():
    with lockA:
        with lockB: ...     # everyone acquires in the same order
```

## المنع والكشف

- **ترتيب القفل (Lock ordering)**: احصل دائمًا على الأقفال بترتيب عام متّسق — يكسر الانتظار الدائري.
- **المهل الزمنية / try-lock**: `tryAcquire(timeout)`، تراجع وأعد المحاولة — يكسر الإمساك والانتظار.
- **قفل خشن واحد** أو بنى بلا أقفال (lock-free) تتجنّب المشكلة كليًا.
- **الكشف**: مراقب (watchdog) يبني رسمًا للانتظار (wait-for graph) ويبحث عن حلقات، ثم يقتل/يعيد تشغيل ضحية.

## لماذا يهم

الـ deadlocks تجمّد الأنظمة بصمت — بلا انهيار، مجرّد طلبات معلّقة. وتسمية الشروط الأربعة تُظهر أنك تستطيع التفكير في *لماذا* يحدث واختيار منع مُوجَّه (عادةً ترتيب قفل متّسق)، بدل رشّ الأقفال والأمل.

الشروط الأربعة

مثال وإصلاح

المنع والكشف

لماذا يهم

أسئلة ذات صلة