deadlock کیا ہے؟ چار شرائط کیا ہیں، اور آپ اسے کیسے روکتے ہیں؟

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**ایک deadlock ایک ایسی حالت ہے جہاں دو یا زیادہ threads میں سے ہر ایک ہمیشہ کے لیے اُس resource کا انتظار کرتی ہے جو دوسری پکڑے ہوئے ہیں، اس لیے کوئی آگے نہیں بڑھ سکتی۔** اسے بیک وقت چار شرائط کے قائم رہنے کی ضرورت ہوتی ہے (Coffman conditions)۔

## چار شرائط

1. **Mutual exclusion** — ایک resource خصوصی طور پر پکڑا جاتا ہے۔
2. **Hold and wait** — ایک thread ایک resource پکڑے ہوئے دوسری کا انتظار کرتی ہے۔
3. **No preemption** — resources زبردستی چھینے نہیں جا سکتے۔
4. **Circular wait** — threads کا ایک دائرہ جہاں ہر ایک اگلی کا انتظار کرتی ہے۔

کسی ایک کو توڑ دیں اور deadlock ناممکن ہے۔

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

## مثال اور حل

```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
```

## روک تھام اور پتا لگانا

- **Lock ordering**: ہمیشہ locks کو ایک مستقل global ترتیب میں acquire کریں — circular wait توڑ دیتا ہے۔
- **Timeouts / try-lock**: `tryAcquire(timeout)`، پیچھے ہٹیں اور دوبارہ کوشش کریں — hold-and-wait توڑ دیتا ہے۔
- **Single coarse lock** یا lock-free structures مسئلے سے مکمل بچاتی ہیں۔
- **Detection**: ایک watchdog ایک wait-for graph بناتا ہے اور cycles تلاش کرتا ہے، پھر ایک victim کو kill/restart کر دیتا ہے۔

## یہ کیوں اہم ہے

Deadlocks systems کو خاموشی سے منجمد کر دیتے ہیں — کوئی crash نہیں، بس hung requests۔ چار شرائط کا نام لینا ظاہر کرتا ہے کہ آپ یہ استدلال کر سکتے ہیں کہ یہ *کیوں* ہوتا ہے اور ایک ہدف شدہ روک تھام (عموماً مستقل lock ordering) منتخب کر سکتے ہیں، بجائے اس کے کہ locks بکھیر کر اُمید لگائیں۔

چار شرائط

مثال اور حل

روک تھام اور پتا لگانا

یہ کیوں اہم ہے

متعلقہ سوالات