Java可重入锁解疑

时间  2019-12-06 标签 java 重入 锁 解疑

什么是可重入锁

可重入锁，也叫作递归锁，指的是同一线程得到锁以后，又去得到同一把锁，若是可以成功，就是可重入锁。若是不举例，这个概念可能会有点抽象。当一个线程执行到某个synchronized方法时，好比说method1，而在method1中会调用另一个synchronized方法method2，此时线程没必要从新去申请锁，而是能够直接执行方法method2。
看下这段代码：java

public class Demo {
    public synchronized void method1() {
        method2();
    }

    private synchronized void method2() {

    }
}

上述代码中的两个方法method1和method2都用synchronized修饰了，假如某一时刻，线程A执行到了method1，此时线程A获取了这个对象的锁，而因为method2也是synchronized方法，假如synchronized不具有可重入性，此时线程A须要从新申请锁。可是这就会形成一个问题，由于线程A已经持有了该对象的锁，而又在申请获取该对象的锁，这样就会线程A一直等待永远不会获取到的锁，致使死锁发生。
幸亏synchronized是可重入的，因此不会由于这种状况发生死锁。至于synchronized可重入是怎么实现的，涉及到JVM实现，暂时不知道，之后会去了解。可是，熟悉Java并发包的同窗应该知道ReentrantLock类，这个类就叫可重入锁，咱们能够从源码角度去探索下这个类是怎么实现可重入的。web

ReentrantLock——可重入锁

ReentrantLock，可重入锁，是一种能够彻底替代synchronized的递归无阻塞同步机制。在JDK5的早期版本中，可重入锁的性能远比synchronized好，从JDK6开始synchronized进行了大量的优化，使得二者性能相差不大。可是，ReentrantLock提供了比synchronized更强大、更灵活的锁机制。JDK源码中能够看到大量ReentrantLock的使用。
咱们经过源码来看下ReentrantLock是怎么实现可重入的，ReentrantLock的lock()方法用来加锁。
这里写图片描述
lock方法首先调用compareAndSetState()方法判断锁是否被线程占有，若是没有被线程占有，经过setExclusiveOwnerThread()方法记录当前线程为占有锁的线程，以便后续进行可重入判断。若是锁被线程占有的，调用acquire()申请锁。acquire()中最重要的一个方法是nonfairTryAcquire()，这个方法用来判断线程最终是否可以得到锁。代码以下：
这里写图片描述
一行行来分析下这段代码：多线程

  • 第一行，获取当前线程，用来跟以前lock()方法中调用的setExclusiveOwnerThread()的线程对比。
  • 第二行，调用getState()方法，这个state变量，就是用来记录锁是否被占有和锁被占有的次数，0表示没有线程占有，1表示被线程占有，2表示被同一个线程占有两次，须要释放锁两次，以此类推。
  • 第三行，根据state的值判断锁是否被占有。
  • 第四行，若是没有占有，调用compareAndSetState()方法上锁。这compareAndSetState()方法也很重要，ReentrantLock锁机制就靠它实现的。
  • 第五行，记录当前占有锁的线程信息。
  • 第九行，这是实现可重入的关键代码，在第三行判断锁已经被占有后，若是没有第九行这段代码判断，那么同一线程就没法获取该锁，从而致使死锁的发生。
  • 接下来几行代码就是记录线程占有锁的次数，并设置到state变量上。

再看下unlock()方法，看看可重入锁是如何释放锁的，代码以下：
这里写图片描述
unlock()方法调用ReentrantLock的内部类Sync的release()方法：
这里写图片描述
tryRelease()方法作了最终的释放锁操做：
这里写图片描述
这段代码不难理解，先判断当前线程是不是持有锁的线程，是的话，state变量减去相应的数值，再判断锁是否彻底释放。如今去了解下更关键的compareAndSetState()方法，它是如何保证数据同步的：
这里写图片描述
只有一行代码，很明显又作了封装，不过此次使用Unsafe这个类的native方法。unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update); 这行代码实现的功能是原子性的判断this指向的类，stateOffset所表明的属性的值，是否等于expect值，若是等于就将该值更新为update值。这句话有点绕，须要仔细体会下。this表示当前类，这个是确定的，那么stateOffset所表明的是哪一个属性呢？下面这段代码证实，stateOffset表明的是state属性。
这里写图片描述并发

总结

synchronized和ReentrantLock都具备可重入性，就是为了不线程屡次访问同一个锁时，出现死锁的状况。可是，synchronized和ReentrantLock的代码实现是不一样的，synchronized是基于JVM层面实现的，ReentrantLock是基于底层CPU指令实现。尽管ReentrantLock的功能比synchronized更强大，但仍是强烈推荐在多线程应用程序中使用synchronized关键字，由于实现方便，后续工做由JVM来完成，可靠性高。只有在肯定锁机制是当前多线程程序的性能瓶颈时，才考虑使用其余机制，如ReentrantLock等。svg

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