Что такое взаимная блокировка и как её избежать?

Условия Коффмана — дедлок возможен, только если выполнены все четыре:

1. взаимное исключение — ресурс может держать только один;
2. удержание и ожидание — поток держит один ресурс и ждёт другой;
3. нет принудительного отнятия — ресурс нельзя забрать, только отпустить добровольно;
4. циклическое ожидание — есть цикл в графе «кто кого ждёт».

Профилактика — сломать хотя бы одно:

• единый порядок блокировок (ломает цикл) — например, всегда сначала счёт с меньшим id. Классический перевод денег transfer(from, to) блокирует оба счёта; если один поток переводит A→B, а другой B→A, при захвате «сначала from» получится дедлок. Захват по порядку id устраняет его;
• tryLock с таймаутом (ломает «нет отнятия» — поток сам отказывается): не получилось за время — отпустить всё, подождать случайное время и повторить;
• захват всех ресурсов сразу или одна общая блокировка (ломает удержание с ожиданием) — проще, но меньше параллелизма;
• не вызывать чужой код под блокировкой — колбэки и слушатели могут захватить что-то своё.

В базах данных дедлоки — обычное дело: две транзакции обновляют строки в разном порядке. СУБД строит граф ожиданий, находит цикл и откатывает одну транзакцию с ошибкой (deadlock detected в PostgreSQL). Приложение должно уметь повторить транзакцию; профилактика та же — обновлять строки в одном порядке.

Livelock — потоки не заблокированы, но не продвигаются: оба вежливо отпускают ресурс, видя конфликт, и снова сталкиваются. Лечится случайной задержкой перед повтором. Голодание — поток в принципе может продвинуться, но ему постоянно не достаётся ресурс (несправедливая блокировка, низкий приоритет, писатель при потоке читателей).

Диагностика: в Java jstack <pid> или дамп потоков сам пишет «Found one Java-level deadlock» с цепочкой; ThreadMXBean.findDeadlockedThreads. Симптом — процесс жив, CPU около нуля, запросы висят.

void transfer(Account from, Account to, long amount) {
    Account first = from.id < to.id ? from : to;    // единый порядок
    Account second = first == from ? to : from;
    synchronized (first) {
        synchronized (second) {
            from.withdraw(amount);
            to.deposit(amount);
        }
    }
}