可重入鎖和不可重入鎖

鎖的簡單應用

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用lock來保證原子性（this.count++這段代碼稱為臨界區）

什么是原子性，就是不可分，從頭執行到尾，不能被其他線程同時執行。

可通過CAS來實現原子操作

CAS(Compare and Swap):

CAS操作需要輸入兩個數值，一個舊值（期望操作前的值）和一個新值，在操作期間先比較下舊值有沒有發生變化，如果沒有發生變化，才交換成新值，發生了變化則不交換。

CAS主要通過compareAndSwapXXX()方法來實現，而這個方法的實現需要涉及底層的unsafe類

unsafe類：java不能直接訪問操作系統底層，而是通過本地方法來訪問。Unsafe類提供了硬件級別的原子操作

這里有個介紹原子操作的博客

https://my.oschina.net/xinxingegeya/blog/499223

還有對unsafe類詳解的博客

http://www.cnblogs.com/mickole/articles/3757278.html

 

public class Counter{
    private Lock lock = new Lock();
    private int count = 0;
    public int inc(){
        lock.lock();
        this.count++;
        lock.unlock();
        return count;
    }
}

不可重入鎖

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先來設計一種鎖

public class Lock{
    private boolean isLocked = false;
    public synchronized void lock() throws InterruptedException{
        while(isLocked){    
            wait();
        }
        isLocked = true;
    }
    public synchronized void unlock(){
        isLocked = false;
        notify();
    }
}

這其實是個不可重入鎖，舉個例子

public class Count{
    Lock lock = new Lock();
    public void print(){
        lock.lock();
        doAdd();
        lock.unlock();
    }
    public void doAdd(){
        lock.lock();
        //do something
        lock.unlock();
    }
}

當調用print()方法時，獲得了鎖，這時就無法再調用doAdd()方法，這時必須先釋放鎖才能調用，所以稱這種鎖為不可重入鎖，也叫自旋鎖。

可重入鎖

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設計如下:

public class Lock{
    boolean isLocked = false;
    Thread  lockedBy = null;
    int lockedCount = 0;
    public synchronized void lock()
            throws InterruptedException{
        Thread thread = Thread.currentThread();
        while(isLocked && lockedBy != thread){
            wait();
        }
        isLocked = true;
        lockedCount++;
        lockedBy = thread;
    }
    public synchronized void unlock(){
        if(Thread.currentThread() == this.lockedBy){
            lockedCount--;
            if(lockedCount == 0){
                isLocked = false;
                notify();
            }
        }
    }
}

相對來說，可重入就意味着：線程可以進入任何一個它已經擁有的鎖所同步着的代碼塊。

第一個線程執行print()方法，得到了鎖，使lockedBy等於當前線程，也就是說，執行的這個方法的線程獲得了這個鎖，執行add()方法時，同樣要先獲得鎖，因不滿足while循環的條件，也就是不等待，繼續進行，將此時的lockedCount變量，也就是當前獲得鎖的數量加一，當釋放了所有的鎖，才執行notify()。如果在執行這個方法時，有第二個線程想要執行這個方法，因為lockedBy不等於第二個線程，導致這個線程進入了循環，也就是等待，不斷執行wait()方法。只有當第一個線程釋放了所有的鎖，執行了notify()方法，第二個線程才得以跳出循環，繼續執行。

這就是可重入鎖的特點。

java中常用的可重入鎖

synchronized

java.util.concurrent.locks.ReentrantLock

ps:順便記錄下java中實現原子操作的類（記錄至http://blog.csdn.net/huzhigenlaohu/article/details/51646455）

• AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整型的字段的更新器
• AtomicLongFieldUpdater：原子更新長整型字段的更新器
• AtomicStampedReference:原子更新帶有版本號的引用類型。該類將整型數值與引用關聯起來，可用於原子的更新數據和數據的版本號，可以解決使用CAS進行原子更新時可能出現的ABA問題。

• AtomicReference ：原子更新引用類型
• AtomicReferenceFieldUpdater ：原子更新引用類型里的字段
• AtomicMarkableReference：原子更新帶有標記位的引用類型。可以原子更新一個布爾類型的標記位和應用類型

• AtomicIntegerArray ：原子更新整型數組里的元素
• AtomicLongArray :原子更新長整型數組里的元素
• AtomicReferenceArray : 原子更新引用類型數組的元素
• AtomicBooleanArray ：原子更新布爾類型數組的元素

• AtomicBoolean ：原子更新布爾類型
• AtomicInteger： 原子更新整型
• AtomicLong: 原子更新長整型