Cos'è un deadlock? Quali sono le quattro condizioni e come lo si previene?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Un deadlock è uno stato in cui due o più thread aspettano per sempre una risorsa detenuta dagli altri, così nessuno può procedere.** Richiede che quattro condizioni valgano simultaneamente (condizioni di Coffman).

## Le quattro condizioni

1. **Mutua esclusione** — una risorsa è detenuta in modo esclusivo.
2. **Hold and wait** — un thread detiene una risorsa mentre ne aspetta un'altra.
3. **No preemption** — le risorse non possono essere sottratte con la forza.
4. **Attesa circolare** — un ciclo di thread ognuno in attesa del successivo.

Rompi una qualsiasi di esse e il deadlock diventa impossibile.

```text
Thread 1 detiene A, vuole B ─┐
                             ├─ attesa circolare → deadlock
Thread 2 detiene B, vuole A ─┘
```

## Esempio e soluzione

```python
# DEADLOCK: i thread fanno lock in ordini opposti
def t1():
    with lockA:
        with lockB: ...     # T1: prima A poi B
def t2():
    with lockB:
        with lockA: ...     # T2: prima B poi A  ← ciclo!

# SOLUZIONE: imponi un ordine globale dei lock (sempre A prima di B)
def safe():
    with lockA:
        with lockB: ...     # tutti acquisiscono nello stesso ordine
```

## Prevenzione e rilevamento

- **Ordine dei lock**: acquisisci sempre i lock in un ordine globale coerente — rompe l'attesa circolare.
- **Timeout / try-lock**: `tryAcquire(timeout)`, backoff e riprova — rompe l'hold-and-wait.
- **Un singolo lock grossolano** o strutture lock-free evitano del tutto il problema.
- **Rilevamento**: un watchdog costruisce un grafo di attesa (wait-for graph) e cerca cicli, poi uccide/riavvia una vittima.

## Perché è importante

I deadlock congelano i sistemi silenziosamente — nessun crash, solo richieste appese. Nominare le quattro condizioni dimostra che sai ragionare sul *perché* accade e scegliere una prevenzione mirata (di solito l'ordine coerente dei lock), invece di cospargere lock a caso e sperare.

Le quattro condizioni

Esempio e soluzione

Prevenzione e rilevamento

Perché è importante

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