可重入锁深入学习（有码）

举报
dragon-w 发表于 2024/07/12 09:06:36 2024/07/12
【摘要】 ​今天，梳理下java中的常用锁，但在搞清楚这些锁之前，先理解下 “临界区”。临界区在同步的程序设计中，临界区段活称为关键区块，指的是一个访问共享资源（例如：共享设备或是共享存储器）的程序片段，而这些共享资源又无法同时被多个线程访问的特性。---维基百科释义1：可重入互斥锁(维基百科的这个叫法更贴切)，是互斥锁的一种，同一线程对其多次加锁不会产生死锁，可重入互斥锁也称为递归互斥锁或递归锁。 ...

​

今天，梳理下java中的常用锁，但在搞清楚这些锁之前，先理解下 “临界区”。

临界区

在同步的程序设计中，临界区段活称为关键区块，指的是一个访问共享资源（例如：共享设备或是共享存储器）的程序片段，而这些共享资源又无法同时被多个线程访问的特性。

---维基百科

释义1：可重入互斥锁(维基百科的这个叫法更贴切)，是互斥锁的一种，同一线程对其多次加锁不会产生死锁，可重入互斥锁也称为递归互斥锁或递归锁。  ---维基百科

测试对象，等同于业务逻辑

package com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class ObjectA implements Runnable{

    public synchronized void func1(){
        log.info("start func1");
        func2();
        log.info("end func1");
    }


    public synchronized void func2(){
        log.info("start func2");
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        log.info("end func2");
    }

    @Override
    public void run() {
        func1();
        log.info("----------------------thread done--------------------------");
    }
}

执行测试

package com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        ObjectA aObject = new ObjectA();
        new Thread(aObject, "testThread1").start();
    }
}

执行结果：

14:22:24.715 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - start func1
14:22:24.718 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - start func2
14:22:29.725 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - end func2
14:22:29.725 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - end func1
14:22:29.725 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - ----------------------thread done--------------------------

Process finished with exit code 0

我们可以看到，ObjectA的func1和func2均被synchronized修饰，但在func1里调用func2,并不会产生死锁，func2正常执行。

释义2：可重入互斥锁，当且仅当尝试加锁的线程就是持有该锁的线程时，加锁操作就会成功。可重入互斥锁一般会记录被加锁的次数，只有执行相同次数的解锁操作才会真正解锁。

我们对调用测试进行调整，由刚才的一个线程执行，修改为4个线程并发执行

package com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        ObjectA aObject = new ObjectA();

        //同一个对象，启动四个线程执行
        new Thread(aObject, "testThread1").start();
        new Thread(aObject, "testThread2").start();
        new Thread(aObject, "testThread3").start();
        new Thread(aObject, "testThread4").start();
    }
}

看结果：

14:31:36.983 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - start func1
14:31:36.986 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - start func2
14:31:41.988 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - end func2
14:31:41.988 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - end func1
14:31:41.988 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - ----------------------thread done--------------------------
14:31:41.988 [testThread4] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - start func1
14:31:41.988 [testThread4] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - start func2
14:31:46.992 [testThread4] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - end func2
14:31:46.992 [testThread4] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - end func1
14:31:46.992 [testThread4] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - ----------------------thread done--------------------------
14:31:46.992 [testThread2] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - start func1
14:31:46.992 [testThread2] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - start func2
14:31:51.998 [testThread2] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - end func2
14:31:51.998 [testThread2] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - end func1
14:31:51.998 [testThread2] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - ----------------------thread done--------------------------
14:31:51.998 [testThread3] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - start func1
14:31:51.998 [testThread3] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - start func2
14:31:57.007 [testThread3] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - end func2
14:31:57.007 [testThread3] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - end func1
14:31:57.007 [testThread3] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectA - ----------------------thread done--------------------------

Process finished with exit code 0

分析：每个线程我都设置了名称，我们对照输出日志，可以观察出，每个线程内部synchronized 锁体现了出了可重入，但线程之间是互斥的，后面的线程必须等前面的线程执行完毕后才能获得ObjectA的执行权。


释义3：可重入互斥锁，是指在要给线程中可以多次获取同一把锁，比如一个线程在执行一个带锁的方法，该方法中又调用了另外一个需要相同锁的方法，则该线程可以直接执行调用的方法（即可重入）,而无需重新获得锁，而对于不同线程则相当于普通的互斥锁。java线程是基于“每线程（per-thread）”,而不是基于“每调用（per-invocation）”的，也就是说java为每个线程分配一个锁，而不是为每次调用分配一个锁。

我们调整下代码，新建ObjectB，它和ObjectA的区别就是去掉了Runnable接口，而是使用单独的任务类Task1来调用，在Task1里我们进行的ObjectB的实例创建。

package com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class ObjectB{

    public synchronized void func1(){
        log.info("start func1");
        func2();
        log.info("end func1");
    }


    public synchronized void func2(){
        log.info("start func2");
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        log.info("end func2");
    }
}
package com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class Task1 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {

        //类的实例化不等于创建线程
        ObjectB objectB =new ObjectB();
        objectB.func1();
        log.info("------------------------------执行线程done!------------------------------");
    }
}

执行结果：

14:43:02.460 [testThread3] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - start func1
14:43:02.463 [testThread3] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - start func2
14:43:02.460 [testThread2] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - start func1
14:43:02.460 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - start func1
14:43:02.460 [testThread4] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - start func1
14:43:02.464 [testThread2] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - start func2
14:43:02.464 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - start func2
14:43:02.464 [testThread4] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - start func2
14:43:07.480 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - end func2
14:43:07.480 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - end func1
14:43:07.480 [testThread4] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - end func2
14:43:07.480 [testThread3] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - end func2
14:43:07.480 [testThread4] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - end func1
14:43:07.480 [testThread1] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.Task1 - ------------------------------执行线程done!------------------------------
14:43:07.480 [testThread3] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - end func1
14:43:07.480 [testThread4] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.Task1 - ------------------------------执行线程done!------------------------------
14:43:07.480 [testThread3] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.Task1 - ------------------------------执行线程done!------------------------------
14:43:07.480 [testThread2] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - end func2
14:43:07.480 [testThread2] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.ObjectB - end func1
14:43:07.480 [testThread2] INFO com.wangjianlong.algorithm.reentrantMutex.Task1 - ------------------------------执行线程done!------------------------------

Process finished with exit code 0

我们可以看到四个线程均立刻都得到了执行了，说明锁是与锁所在的类的实例相关的。

锁作为并发共享数据，保证一致性的工具。

java中的synchronized可重入锁，缺点是本线程有效，分布式就废了，如果用在数据库操作类应用存在缺陷。

操作DB的并发加锁应该考虑使用数据库乐观锁或者悲观锁；操纵内存的并发加锁应该考虑使用synchronized等Java锁，如果是分布式环境下，应考虑使用分布式锁。

----完-----

​

【版权声明】本文为华为云社区用户原创内容，转载时必须标注文章的来源（华为云社区）、文章链接、文章作者等基本信息， 否则作者和本社区有权追究责任。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，欢迎发送邮件进行举报，并提供相关证据，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容，举报邮箱： cloudbbs@huaweicloud.com
Java 任务调度 分布式
  • 点赞
  • 收藏
  • 关注作者

评论（0）

0/1000
抱歉，系统识别当前为高风险访问，暂不支持该操作

全部回复

上滑加载中

设置昵称

在此一键设置昵称，即可参与社区互动！

*长度不超过10个汉字或20个英文字符，设置后3个月内不可修改。

*长度不超过10个汉字或20个英文字符，设置后3个月内不可修改。

确认 取消

加入云驻计划，成为创作者

  • 华为云周边好礼
  • 免费体验产品
  • 特殊身份标识
  • 线下官方门票
  • 内部专家零距离
  • 与10000+优质创作者共同成长
立即加入