一篇文章讓你徹底了解Java可重入鎖和不可重入鎖
可重入鎖
廣義上的可重入鎖指的是可重復(fù)可遞歸調(diào)用的鎖,在外層使用鎖之后,在內(nèi)層仍然可以使用,并且不發(fā)生死鎖(前提得是同一個(gè)對象或者class),這樣的鎖就叫做可重入鎖。
我的理解就是,某個(gè)線程已經(jīng)獲得某個(gè)鎖,可以無需等待而再次獲取鎖,并且不會出現(xiàn)死鎖(不同線程當(dāng)然不能多次獲得鎖,需要等待)。
簡單的說,就是某個(gè)線程獲得某個(gè)鎖,之后可以不用等待而再次獲取鎖且不會出現(xiàn)死鎖。
常見的可重入鎖
Synchronized和ReentrantLock 都是可重入鎖。
可重入鎖的釋放
同一個(gè)線程獲取同一個(gè)鎖,狀態(tài)值state會累加,假設(shè)state累加到了2,每釋放一次鎖會減1,只有當(dāng)狀態(tài)值state減到0了,其他線程才有機(jī)會獲取鎖。也就是說,state歸零才是已釋放鎖的標(biāo)致。
可重入鎖示例
public class ReentrantTest implements Runnable { @Override public void run() { get(); } public synchronized void get() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); set(); } /** * 遞歸方法 */ public synchronized void set() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); } /** * 這里的對象鎖只有一個(gè),就是rt對象的鎖。 * 當(dāng)執(zhí)行rt的get方法時(shí),該線程獲得rt對象的鎖。在get方法內(nèi)執(zhí)行set方法時(shí)再次請求rt對象的鎖,因?yàn)閟ynchronized是可重入鎖,所以又可以得到該鎖。循環(huán)這個(gè)過程。 * 假設(shè)不是可重入鎖的話,那么請求的過程中會出現(xiàn)阻塞,從而導(dǎo)致死鎖。 * @param args */ public static void main(String[] args) { ReentrantTest rt = new ReentrantTest(); // for(;;)模擬無限循環(huán) for(;;){ new Thread(rt).start(); } } }
分析:這里的對象鎖只有一個(gè),就是rt對象的鎖。當(dāng)執(zhí)行rt的get方法時(shí),該線程獲得rt對象的鎖。在get方法內(nèi)執(zhí)行set方法時(shí)再次請求rt對象的鎖,因?yàn)閟ynchronized是可重入鎖,所以又可以得到該鎖。循環(huán)這個(gè)過程。假設(shè)不是可重入鎖的話,那么請求的過程中會出現(xiàn)阻塞,從而導(dǎo)致死鎖。
死鎖
多線程中,不同的線程都在等待其它線程釋放鎖,而其它線程由于一些原因遲遲沒有釋放鎖。程序的運(yùn)行處于阻塞狀態(tài),不能正常運(yùn)行也不能正常終止。
運(yùn)行結(jié)果
set()和get()同時(shí)輸出了相同的線程名稱,也就是說某個(gè)線程執(zhí)行的時(shí)候,不僅進(jìn)入了set同步方法,還進(jìn)入了get同步方法。遞歸使用synchronized也沒有發(fā)生死鎖,證明其是可重入的。
可重入鎖的實(shí)現(xiàn)原理?
每一個(gè)鎖關(guān)聯(lián)一個(gè)線程持有者和計(jì)數(shù)器,當(dāng)計(jì)數(shù)器為 0 時(shí)表示該鎖沒有被任何線程持有,那么任何線程都可能獲得該鎖而調(diào)用相應(yīng)的方法;當(dāng)某一線程請求成功后,JVM會記下鎖的持有線程,并且將計(jì)數(shù)器置為 1;此時(shí)其它線程請求該鎖,則必須等待;而該持有鎖的線程如果再次請求這個(gè)鎖,就可以再次拿到這個(gè)鎖,同時(shí)計(jì)數(shù)器會遞增1;當(dāng)線程退出同步代碼塊時(shí),計(jì)數(shù)器會遞減1,如果計(jì)數(shù)器為 0,則釋放該鎖。
再分析一下上面可重入鎖的例子
遞歸調(diào)用一次同步代碼塊,計(jì)數(shù)器會變?yōu)?,整個(gè)遞歸調(diào)用執(zhí)行完,先退出內(nèi)層執(zhí)行減1,再退出外層執(zhí)行減1。然后釋放鎖。
不可重入鎖
就是某個(gè)線程已經(jīng)獲得某個(gè)鎖,之后不可以再次獲取鎖,會被阻塞。
設(shè)計(jì)一個(gè)不可重入鎖
public class Lock { private boolean isLocked = false; /** * 加鎖 */ public synchronized void lock() throws Exception{ while(isLocked){ //當(dāng)前線程釋放鎖,讓出CPU,進(jìn)入等待狀態(tài),直到被喚醒,才繼續(xù)執(zhí)行15行 wait(); System.out.println("wait"); } isLocked = true; } /** * 解鎖 */ public synchronized void unlock(){ isLocked = false; //喚醒一個(gè)等待的線程繼續(xù)執(zhí)行 notify(); } }
測試
public class Test { Lock lock = new Lock(); public void print() throws Exception{ //加鎖 標(biāo)記為true lock.lock(); //釋放鎖->等待 阻塞在16行 doAdd(); lock.unlock(); } public void doAdd() throws Exception{ lock.lock(); System.out.println("doAdd"); lock.unlock(); } public static void main(String[] args)throws Exception { Test test=new Test(); test.print(); } }
結(jié)果:這里,雖然模擬的是不可重入鎖,實(shí)際還是在單線程環(huán)境中的。當(dāng)前線程執(zhí)行print()方法首先加鎖 標(biāo)記為true,接下來釋放鎖->等待 阻塞在16行內(nèi)部的14行。整個(gè)過程中,第一次進(jìn)入lock同步方法,執(zhí)行完畢,第二次進(jìn)入lock同步方法,阻塞等待。這個(gè)例子很好的說明了不可重入鎖。
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