一篇文章让你彻底了解Java可重入锁和不可重入锁
可重入锁
广义上的可重入锁指的是可重复可递归调用的锁,在外层使用锁之后,在内层仍然可以使用,并且不发生死锁(前提得是同一个对象或者class),这样的锁就叫做可重入锁。
我的理解就是,某个线程已经获得某个锁,可以无需等待而再次获取锁,并且不会出现死锁(不同线程当然不能多次获得锁,需要等待)。
简单的说,就是某个线程获得某个锁,之后可以不用等待而再次获取锁且不会出现死锁。
常见的可重入锁
Synchronized和ReentrantLock 都是可重入锁。
可重入锁的释放
同一个线程获取同一个锁,状态值state会累加,假设state累加到了2,每释放一次锁会减1,只有当状态值state减到0了,其他线程才有机会获取锁。也就是说,state归零才是已释放锁的标致。
可重入锁示例
public class ReentrantTest implements Runnable { @Override public void run() { get(); } public synchronized void get() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); set(); } /** * 递归方法 */ public synchronized void set() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); } /** * 这里的对象锁只有一个,就是rt对象的锁。 * 当执行rt的get方法时,该线程获得rt对象的锁。在get方法内执行set方法时再次请求rt对象的锁,因为synchronized是可重入锁,所以又可以得到该锁。循环这个过程。 * 假设不是可重入锁的话,那么请求的过程中会出现阻塞,从而导致死锁。 * @param args */ public static void main(String[] args) { ReentrantTest rt = new ReentrantTest(); // for(;;)模拟无限循环 for(;;){ new Thread(rt).start(); } } }
分析:这里的对象锁只有一个,就是rt对象的锁。当执行rt的get方法时,该线程获得rt对象的锁。在get方法内执行set方法时再次请求rt对象的锁,因为synchronized是可重入锁,所以又可以得到该锁。循环这个过程。假设不是可重入锁的话,那么请求的过程中会出现阻塞,从而导致死锁。
死锁
多线程中,不同的线程都在等待其它线程释放锁,而其它线程由于一些原因迟迟没有释放锁。程序的运行处于阻塞状态,不能正常运行也不能正常终止。
运行结果
set()和get()同时输出了相同的线程名称,也就是说某个线程执行的时候,不仅进入了set同步方法,还进入了get同步方法。递归使用synchronized也没有发生死锁,证明其是可重入的。
可重入锁的实现原理?
每一个锁关联一个线程持有者和计数器,当计数器为 0 时表示该锁没有被任何线程持有,那么任何线程都可能获得该锁而调用相应的方法;当某一线程请求成功后,JVM会记下锁的持有线程,并且将计数器置为 1;此时其它线程请求该锁,则必须等待;而该持有锁的线程如果再次请求这个锁,就可以再次拿到这个锁,同时计数器会递增1;当线程退出同步代码块时,计数器会递减1,如果计数器为 0,则释放该锁。
再分析一下上面可重入锁的例子
递归调用一次同步代码块,计数器会变为2,整个递归调用执行完,先退出内层执行减1,再退出外层执行减1。然后释放锁。
不可重入锁
就是某个线程已经获得某个锁,之后不可以再次获取锁,会被阻塞。
设计一个不可重入锁
public class Lock { private boolean isLocked = false; /** * 加锁 */ public synchronized void lock() throws Exception{ while(isLocked){ //当前线程释放锁,让出CPU,进入等待状态,直到被唤醒,才继续执行15行 wait(); System.out.println("wait"); } isLocked = true; } /** * 解锁 */ public synchronized void unlock(){ isLocked = false; //唤醒一个等待的线程继续执行 notify(); } }
测试
public class Test { Lock lock = new Lock(); public void print() throws Exception{ //加锁 标记为true lock.lock(); //释放锁->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(); } }
结果:这里,虽然模拟的是不可重入锁,实际还是在单线程环境中的。当前线程执行print()方法首先加锁 标记为true,接下来释放锁->等待 阻塞在16行内部的14行。整个过程中,第一次进入lock同步方法,执行完毕,第二次进入lock同步方法,阻塞等待。这个例子很好的说明了不可重入锁。
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