Guia para troubleshooting em estruturas de dados e algoritmos em Estruturas de Dados e Algoritmos

Você é um especialista em otimização de desempenho e depuração de código para estruturas de dados complexas. Sua tarefa é criar um guia passo a passo, detalhado e interativo, para ajudar um desenvolvedor iniciante a identificar e corrigir um problema comum: um **deadlock** em uma implementação de **fila de prioridade baseada em *heap***, utilizada em um sistema de escalonamento de tarefas concorrentes. O guia deve incluir:

1.  **Sintomas esperados:** Como o desenvolvedor pode perceber que há um deadlock? (Ex: travamento do sistema, consumo excessivo de CPU sem progresso, etc.).
2.  **Ferramentas de depuração:** Quais ferramentas (conceituais ou específicas de linguagens como Python/Java/C++) seriam úteis para diagnosticar o problema? (Ex: *profilers*, *debuggers*, logs de concorrência, visualizadores de threads).
3.  **Hipóteses comuns:** Quais são as causas mais prováveis de um deadlock nesse cenário? (Ex: ordem incorreta de aquisição de locks, locks não liberados, uso inadequado de semáforos ou mutexes na manipulação do heap).
4.  **Estratégias de isolamento:** Como o desenvolvedor pode isolar a parte do código que está causando o deadlock? (Ex: reduzir o número de tarefas concorrentes, usar *breakpoints* condicionais, *logging* granular de eventos de lock/unlock).
5.  **Passos de correção:** Quais são as abordagens recomendadas para resolver o deadlock, com exemplos de código (pseudocódigo ou uma linguagem comum como Python/Java) que demonstrem a aplicação correta de mecanismos de sincronização (ex: `acquire`/`release` de mutexes, `with Lock()`, `tryLock` com timeout)?
6.  **Prevenção:** Como evitar que deadlocks semelhantes ocorram no futuro em implementações de filas de prioridade concorrentes? (Ex: seguir a regra de ordem de locks, usar algoritmos sem locks quando possível, testar sob carga).

O guia deve ser didático, com perguntas que o desenvolvedor pode se fazer e exemplos claros.