synchronized 是可重入锁吗?为什么?

JAVA herman 1070浏览
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最近有人私信我,说面试中问到了 synchronized,被批的一塌糊涂,挂了!Why?他说其中一个问题,问他 synchronized 是可重入锁吗?他说不是!为什么不是,他说 java 中有 ReentrantLock,ReentrantLock 是可重入锁,所以 synchronized 就不是。因为 synchronized 是可重入锁的话,ReentrantLock 就没有存在的必要!

当他说完这句话,我就知道他没理解 synchronized,也没理解 ReentrantLock。那没关系,昨天不理解,今天理解了就是一种进步!希望通过本文,我们能加深对 synchronized 的认识。

synchronized 是可重入锁吗?为什么?

关于 ReentrantLock 我准备放在以后再说!好吧,我们先来看看可重入锁的定义!

什么是可重入锁?

关于什么是可重入锁,我们先来看一段维基百科的定义。

若一个程序或子程序可以“在任意时刻被中断然后操作系统调度执行另外一段代码,这段代码又调用了该子程序不会出错”,则称其为可重入(reentrant或re-entrant)的。即当该子程序正在运行时,执行线程可以再次进入并执行它,仍然获得符合设计时预期的结果。与多线程并发执行的线程安全不同,可重入强调对单个线程执行时重新进入同一个子程序仍然是安全的。

通俗来说:当线程请求一个由其它线程持有的对象锁时,该线程会阻塞,而当线程请求由自己持有的对象锁时,如果该锁是重入锁,请求就会成功,否则阻塞。

synchronized 是可重入锁吗?

我先给大家一个结论:synchronized 是可重入锁!

假设我们现在不知道它是不是一个可重入锁,那我们就应该想方设法来验证它是不是可重入锁?怎么验证呢?看下面的代码!

public class Xttblog extends SuperXttblog {
    public static void main(String[] args) {
        Xttblog child = new Xttblog();
        child.doSomething();
    }

    public synchronized void doSomething() {
        System.out.println("child.doSomething()" + Thread.currentThread().getName());
        doAnotherThing(); // 调用自己类中其他的synchronized方法
    }

    private synchronized void doAnotherThing() {
        super.doSomething(); // 调用父类的synchronized方法
        System.out.println("child.doAnotherThing()" + Thread.currentThread().getName());
    }
}

class SuperXttblog {
    public synchronized void doSomething() {
        System.out.println("father.doSomething()" + Thread.currentThread().getName());
    }
}

上面的代码也不是随便写的,我是根据维基百科的定义写出这段代码来验证它。现在运行一下上面的代码,我们看一下结果:

child.doSomething()Thread-5492
father.doSomething()Thread-5492
child.doAnotherThing()Thread-5492

现在可以验证出 synchronized 是可重入锁了吧!因为这些方法输出了相同的线程名称,表明即使递归使用synchronized也没有发生死锁,证明其是可重入的。

还看不懂?那我就再解释下!

这里的对象锁只有一个,就是 child 对象的锁,当执行 child.doSomething 时,该线程获得 child 对象的锁,在 doSomething 方法内执行 doAnotherThing 时再次请求child对象的锁,因为synchronized 是重入锁,所以可以得到该锁,继续在 doAnotherThing 里执行父类的 doSomething 方法时第三次请求 child 对象的锁,同样可得到。如果不是重入锁的话,那这后面这两次请求锁将会被一直阻塞,从而导致死锁。

所以在 java 内部,同一线程在调用自己类中其他 synchronized 方法/块或调用父类的 synchronized 方法/块都不会阻碍该线程的执行。就是说同一线程对同一个对象锁是可重入的,而且同一个线程可以获取同一把锁多次,也就是可以多次重入。因为java线程是基于“每线程(per-thread)”,而不是基于“每调用(per-invocation)”的(java中线程获得对象锁的操作是以线程为粒度的,per-invocation 互斥体获得对象锁的操作是以每调用作为粒度的)。

可重入锁的实现原理?

看到这里,你终于明白了 synchronized 是一个可重入锁。但是面试官要再问你,可重入锁的原理是什么?

对不起,你又卡壳了。

那么我现在先给你说一下,可重入锁的原理。具体我们后面再写 ReentrantLock 的时候来验证或看它源码。

重入锁实现可重入性原理或机制是:每一个锁关联一个线程持有者和计数器,当计数器为 0 时表示该锁没有被任何线程持有,那么任何线程都可能获得该锁而调用相应的方法;当某一线程请求成功后,JVM会记下锁的持有线程,并且将计数器置为 1;此时其它线程请求该锁,则必须等待;而该持有锁的线程如果再次请求这个锁,就可以再次拿到这个锁,同时计数器会递增;当线程退出同步代码块时,计数器会递减,如果计数器为 0,则释放该锁。

好了,由于时间关系,我们下次再见!

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