可重入鎖與不可重入鎖之間的區別與性能差異?


可重入鎖

指在同一個線程在外層方法獲取鎖的時候,進入內層方法會自動獲取鎖。

為了避免死鎖的發生,JDK 中基本都是可重入鎖。

 

下面我們來測試一下 synchronized 和  java.util.concurrent.lock.ReentrantLock 鎖的可重入性

  • 測試 synchronized 加鎖 可重入性
package constxiong.concurrency.a019;

/**
 * 測試 synchronized 加鎖 可重入性
 * @author ConstXiong
 * @date 2019-09-20 15:55:27
 */
public class TestSynchronizedReentrant {
	
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new SynchronizedReentrant()).start();
	}
	
}

class SynchronizedReentrant implements Runnable {

	private final Object obj = new Object();
	
	/**
	 * 方法1,調用方法2
	 */
	public void method1() {
		synchronized (obj) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " method1()");
			method2();
		}
	}
	
	/**
	 * 方法2,打印前獲取 obj 鎖
	 * 如果同一線程,鎖不可重入的話,method2 需要等待 method1 釋放 obj 鎖
	 */
	public void method2() {
		synchronized (obj) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " method2()");
		}
	}

	@Override
	public void run() {
		//線程啟動 執行方法1
		method1();
	}
	
}

打印結果:

Thread-0 method1()
Thread-0 method2()

 

  • 測試 ReentrantLock 的可重入性
package constxiong.concurrency.a019;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * 測試 ReentrantLock 的可重入性
 * @author ConstXiong
 * @date 2019-09-20 16:24:52
 */
public class TestLockReentrant {

	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new LockReentrant()).start();
	}
	
}

class LockReentrant implements Runnable {

	private final Lock lock = new ReentrantLock();
	
	/**
	 * 方法1,調用方法2
	 */
	public void method1() {
		lock.lock();
		try {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " method1()");
			method2();
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}
	
	/**
	 * 方法2,打印前獲取 obj 鎖
	 * 如果同一線程,鎖不可重入的話,method2 需要等待 method1 釋放 obj 鎖
	 */
	public void method2() {
		lock.lock();
		try {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " method2()");
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}

	@Override
	public void run() {
		//線程啟動 執行方法1
		method1();
	}
	
}

打印結果:

Thread-0 method1()
Thread-0 method2()

 

測試不可重入鎖

我在 JDK 中沒找到可重入鎖,所以考慮自己實現一下。兩種方式:通過 synchronized wait notify 實現;通過 CAS + 自旋方式實現

1) synchronized wait notify 方式實現

package constxiong.concurrency.a019;


/**
 * 不可重入鎖,通過 synchronized wait notify 實現
 * @author ConstXiong
 * @date 2019-09-20 16:53:34
 */
public class NonReentrantLockByWait {

	//是否被鎖
	private volatile boolean locked = false;
	
	//加鎖
	public synchronized void lock() {
		//當某個線程獲取鎖成功,其他線程進入等待狀態
		while (locked) {
			try {
				wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		//加鎖成功,locked 設置為 true
		locked = true;
	}
	
	//釋放鎖
	public synchronized void unlock() {
		locked = false;
		notify();
	}

}

 

2) 通過 CAS + 自旋 方式實現

package constxiong.concurrency.a019;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;


/**
 * 不可重入鎖,通過 CAS + 自旋 實現
 * @author ConstXiong
 * @date 2019-09-20 16:53:34
 */
public class NonReentrantLockByCAS {
	
	private AtomicReference<Thread> lockedThread = new AtomicReference<Thread>();

	public void lock() {
		Thread t = Thread.currentThread();
		//當 lockedThread 持有引用變量為 null 時,設置 lockedThread 持有引用為 當前線程變量
		while (!lockedThread.compareAndSet(null, t)) {
			//自旋,空循環,等到鎖被釋放
		}
	}
	
	public void unlock() {
		//如果是本線程鎖定的,可以成功釋放鎖
		lockedThread.compareAndSet(Thread.currentThread(), null);
	}
}

 

測試類

package constxiong.concurrency.a019;

/**
 * 測試不可重入鎖
 * @author ConstXiong
 * @date 2019-09-20 18:08:55
 */
public class TestLockNonReentrant{

	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new LockNonReentrant()).start();
	}
	
}


class LockNonReentrant implements Runnable {
	
//	private final NonReentrantLockByWait lock = new NonReentrantLockByWait();
	private final NonReentrantLockByCAS lock = new NonReentrantLockByCAS();
	
	/**
	 * 方法1,調用方法2
	 */
	public void method1() {
		lock.lock();
		try {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " method1()");
			method2();
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}
	
	/**
	 * 方法2,打印前獲取 obj 鎖
	 * 如果同一線程,鎖不可重入的話,method2 需要等待 method1 釋放 obj 鎖
	 */
	public void method2() {
		lock.lock();
		try {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " method2()");
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}

	@Override
	public void run() {
		//線程啟動 執行方法1
		method1();
	}
}

測試結果,都是在 method1,調用 method2 的時候,導致了死鎖,線程一直等待或者自旋下去。

 

參考:


 


 

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