6年的java被刚入门的小弟弟提的问题难住了?

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yd_244540595 发表于 2025/01/06 17:25:49 2025/01/06
【摘要】 问题有个亲戚的孩子,非要入行计算机学java,这现在还来学java不就是49年入国军吗。非要学,给了几套课程让自学,让有不懂的来问我,这不,带着新的问又来了。也就是下面这行代码为什么执行之后不能完结,就一直卡在那里?我们来瞅瞅这个代码,基本就是演示了代码演示了 ReentrantLock 的基本使用和线程之间的竞争。演示执行一下果然是卡住了,不结束执行也不继续执行这得先分析分析,卡哪了?思路...

问题

有个亲戚的孩子,非要入行计算机学java,这现在还来学java不就是49年入国军吗。非要学,给了几套课程让自学,让有不懂的来问我,这不,带着新的问又来了。

也就是下面这行代码为什么执行之后不能完结,就一直卡在那里?我们来瞅瞅这个代码,基本就是演示了代码演示了 ReentrantLock 的基本使用和线程之间的竞争。

演示

执行一下

果然是卡住了,不结束执行也不继续执行

这得先分析分析,卡哪了?

思路 1 日志大法

先上日志大法:

给run()方法添加日志如下

java

 代码解读
复制代码
@Override
public void run() {
    log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 在循环外准备开始循环", Thread.currentThread().getName());
    while (true) {
        log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 准备动手拿锁", Thread.currentThread().getName());
        r.lock();
        log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 拿到了锁", Thread.currentThread().getName());
        if (t > 0) {
            log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 在执行 {}", Thread.currentThread().getName(), t);
            t -= 1;
        } else {
            log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 解锁,退出循环", Thread.currentThread().getName());
            r.unlock();
            break;
        }
    }
    log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 执行完毕", Thread.currentThread().getName());
}

然后执行



可以看到线程0,1,2都准备拿锁,然后线程0拿到了锁,执行完毕之后,线程1和2还是在准备拿锁。这就奇怪了,线程0都释放锁了,线程1,2怎么不去获取锁而是一直卡着呢?因为抢锁打起来,打伤了???

思路 2 增加监测线程,检测线程状态

那我们在主线程起起一个检测线程状态的线程看看。

java

 代码解读
复制代码
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    ReentrantLockTest t = new ReentrantLockTest();
    new Thread(t).start();
    new Thread(t).start();
    new Thread(t).start();
    while (true){
        Thread[] threads = new Thread[Thread.activeCount()];
        Thread.enumerate(threads);
        for (Thread thread : threads) {
            log.info("thread = {}-{}", thread.getName(), thread.getState());
        }
        Thread.sleep(2000);
    }
}

执行之后:



可以看到,在线程0拿到锁之后,线程1和线程2的状态一直是WAITING状态,ps(这是我多次尝试的结果哈,其实哪个线程拿到锁是不一定的,为了和上边的结果一致,刷了几次刷到了线程0拿锁。)

那么问题来了,为啥一直处于WAITING状态呢。

思路 3 尝试解锁

我们去掉检测线程状态的逻辑,在while循环最后增加一个解锁的操作:

java

 代码解读
复制代码
@Override
public void run() {
    log.info("ThreadName():{} 在循环外准备开始循环", Thread.currentThread().getName());
    while (true) {
        log.info("ThreadName():{} 准备动手拿锁", Thread.currentThread().getName());
        r.lock();
        log.info("ThreadName():{} 拿到了锁", Thread.currentThread().getName());
        if (t > 0) {
            log.info("ThreadName():{} 在执行 {}", Thread.currentThread().getName(), t);
            t -= 1;
        } else {
            log.info("ThreadName():{} 解锁,退出循环", Thread.currentThread().getName());
            r.unlock();
            break;
        }
        r.unlock();//增加这个
    }
    log.info("ThreadName():{} 执行完毕", Thread.currentThread().getName());
}

执行后,可以看到在每次执行完之后解了锁,那么等待拿锁的线程都是有机会拿到锁并且执行的。



那么上面的为啥不行呢

思路 4 粗暴尝试

可以分析到,是加锁多次,然后解锁了一次,应该是这个行不通导致的。

那我们尝试一下。直接粗暴的解锁三次,看看是不是这儿的问题。



执行,可以看到在线程0执行完解锁之后,其余线程也都执行了,报错可以先忽略,之后会解释下。


<顺便吆喝一声,技术大厂年前捞人,前后端测试,待遇给的还可以,感兴趣可以试试>


那么就可以肯定,就是这里加锁多次,解锁只解了一次导致的。那么 就沿着这个方向继续看看。

思路 5 找到方向,查资料

这里肯定就牵扯ReentrantLock的一些机制了,查查资料:

ReentrantLock是一个可重入锁。这意味着同一个线程可以多次获取同一个锁,并且每次获取锁时,锁的重入计数器会增加;每次释放锁时,锁的重入计数器会减少。当重入计数器减为零时,锁才会真正被释放。

思路 6 看源码

哇。还有这个,去看看源码:



这里这个state就是加锁的次数,在每次执行lock()的时候,state的值会加1.

然后我们看看解锁的源码


懂了懂了,在执行解锁的时候,先给state减1,然后判断是不是减到0了,要是没有到0那就啥都不干。可是要是到0了就检查当前节点是否为空,以及下一个节点是否为空。如果下一个节点的状态不是0(表示有线程在等待),则调用 s.getAndUnsetStatus(WAITING) 来重置节点的等待状态。使用 LockSupport.unpark(s.waiter) 来唤醒等待的线程。

总结

就是ReentrantLock在使用的时候,加锁几次,就需要解锁几次。这时候上面那个报错就很好理解了,当前线程不持有锁了,解锁当然是报错的。

相关代码这里了:


——转载自作者:奔跑的毛球

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