1. 什么是可重入性
一個線程持有鎖時,當其他線程嘗試獲取該鎖時,會被阻塞;而這個線程嘗試獲取自己持有鎖時,如果成功說明該鎖是可重入的,反之則不可重入。
2. synchronized是如何實現(xiàn)可重入性
synchronized關(guān)鍵字經(jīng)過編譯后,會在同步塊的前后分別形成monitorenter和monitorexit兩個字節(jié)碼指令。每個鎖對象內(nèi)部維護一個計數(shù)器,該計數(shù)器初始值為0,表示任何線程都可以獲取該鎖并執(zhí)行相應(yīng)的方法。
根據(jù)虛擬機規(guī)范要求,在執(zhí)行monitorenter指令時,首先要嘗試獲取對象的鎖,如果這個對象沒有被鎖定,或者當前線程已經(jīng)擁有了對象的鎖,把鎖的計數(shù)器+1,相應(yīng)的在執(zhí)行monitorexit指令后鎖計數(shù)器-1,當計數(shù)器為0時,鎖就被釋放。
如果獲取對象鎖失敗,那當前線程就要阻塞等待,直到對象鎖被另一個線程釋放為止。
3. ReentrantLock如何實現(xiàn)可重入性
ReentrantLock使用內(nèi)部類Sync來管理鎖,所以真正的獲取鎖是由Sync的實現(xiàn)類控制的。Sync有兩個實現(xiàn),分別為NonfairSync(非公公平鎖)和FairSync(公平鎖)。
Sync通過繼承AQS實現(xiàn),在AQS中維護了一個private volatile int state來計算重入次數(shù),避免頻繁的持有釋放操作帶來的線程問題。
4. ReentrantLock代碼實例
// Sync繼承于AQS
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { ... }
// ReentrantLock默認是非公平鎖
public ReentrantLock() { sync = new NonfairSync(); }
// 可以通過向構(gòu)造方法中傳true來實現(xiàn)公平鎖
public ReentrantLock(boolean fair) { sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync(); }
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
// 當前想要獲取鎖的線程
final Thread current = Thread.currentThread();
// 當前鎖的狀態(tài)
int c = getState();
// state == 0 此時此刻沒有線程持有鎖 if (c == 0) { // 雖然此時此刻鎖是可以用的,但是這是公平鎖,既然是公平,就得講究先來后到, // 看看有沒有別人在隊列中等了半天了 if (!hasQueuedPredecessors() && // 如果沒有線程在等待,那就用CAS嘗試一下,成功了就獲取到鎖了, // 不成功的話,只能說明一個問題,就在剛剛幾乎同一時刻有個線程搶先了 =_= // 因為剛剛還沒人的,我判斷過了 compareAndSetState(0, acquires)) { // 到這里就是獲取到鎖了,標記一下,告訴大家,現(xiàn)在是我占用了鎖 setExclusiveOwnerThread(current); return true; } }
// 會進入這個else if分支,說明是重入了,需要操作:state=state+1
// 這里不存在并發(fā)問題
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { int nextc = c + acquires; if (nextc < 0) throw new Error("Maximum lock count exceeded"); setState(nextc); return true; }
// 如果到這里,說明前面的if和else if都沒有返回true,說明沒有獲取到鎖 return false; }
5. 代碼分析
當一個線程在獲取鎖過程中,先判斷state的值是否為0,如果是表示沒有線程持有鎖,就可以嘗試獲取鎖。
當state的值不為0時,表示鎖已經(jīng)被一個線程占用了,這時會做一個判斷current==getExclusiveOwnerThread(),這個方法返回的是當前持有鎖的線程,這個判斷是看當前持有鎖的線程是不是自己,如果是自己,那么將state的值+1,表示重入返回即可。