可重入锁 自旋锁,看这一篇就够了!

在多线程编程中,锁是常用地控制并发的机制,对于临界区的资源,需要保证线程之间互斥地访问。

1. 可重入锁

可重入锁,也叫做递归锁,指的是多次对同一个锁进行加锁操作,都不会阻塞线程。实现思路:记录当前锁正在被哪个线程使用,采用计数来统计lock和unlock的调用次数。正常情况下,lock和unlock的调用次数应该相等,如果不相等就会死锁。

public class Test implements Runnable { ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); //定义一个可重入锁 public void get() { lock.lock(); //第一次调用lock() System.out.println(Thread.currentThread().getId()); set(); lock.unlock(); } public void set() { lock.lock(); //第二次调用lock(),而且会成功,说明lock是可重入锁 System.out.println(Thread.currentThread().getId()); lock.unlock(); } @Override public void run() { get(); } public static void main(String[] args) { Test ss = new Test(); new Thread(ss).start(); new Thread(ss).start(); new Thread(ss).start(); } } 2. 自旋锁

首先,看看初级的自旋锁实现方式:

public class SpinLock { private AtomicReference<Thread> owner =new AtomicReference<>(); public void lock(){ Thread current = Thread.currentThread(); while(!owner.compareAndSet(null, current)){ } } public void unlock (){ Thread current = Thread.currentThread(); owner.compareAndSet(current, null); } }

实现思路:通过CAS(CompareAndSet)原子操作来更新变量。如果CAS返回true,表示获得了锁;否则,需要通过while循环检查,直到获得锁为止,这也是为什么叫做自旋锁的原因,需要不停的尝试获取锁。

2.1 初级版本的问题

同一线程前后两次调用lock(),会导致第二次调用lock时进行自旋,产生了死锁(因为第一次调用lock()之后,还没有unlock),说明这个锁不是可重入的。

如果问题一已经解决,当第一次调用unlock()时,就已经将锁释放了。实际上不应释放锁。

2.2 解决方案

针对问题一:在lock函数内,应验证线程是否为已经获得锁的线程

针对问题二:采用计数进行统计

public class SpinLock { private AtomicReference<Thread> owner =new AtomicReference<>(); private int count =0; public void lock(){ Thread current = Thread.currentThread(); if(current==owner.get()) { count++; return ; } while(!owner.compareAndSet(null, current)){ } } public void unlock (){ Thread current = Thread.currentThread(); if(current==owner.get()){ if(count!=0){ count--; }else{ owner.compareAndSet(current, null); } } } } 3. 参考资料

Java锁的种类以及辨析(四):可重入锁

面试必问的CAS,你懂了吗?

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