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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