可重入的锁
Java 线程是可重入的锁。
比如,下列例子:
public class Counter {
private int count = 0;
public synchronized void add(int n) {
if (n < 0) {
dec(-n);
} else {
count += n;
}
}
public synchronized void dec(int n) {
count -= n;
}
}
可以看到,synchronized
修饰 add()
和 dec()
。但线程执行到 add()
方法内部,说明它已经获取了当前的 this
锁。如果传入的 n < 0
,将在 add()
调用 dec()
。由于 dec()
方法也需要获取 this
锁。这时 dec()
同样能获取到 this
锁,这是因为 JVM 允许同一线程获取同一个锁,这种能被同一个线程反复获取的锁,就叫做可重入锁。
由于 Java 的线程锁是可重入锁,并且是使用计时器来达到这个效果。在获取锁的时候,不但要判断是否是第一次获取,还要记录这是第几次获取。每获取一次锁,记录 +1,每退出 synchronized
块,记录 -1,减到 0 时,才能真正释放锁。
死锁
在获取多个锁时,不同线程获取多个不同对象的锁可能导致死锁:
public void add(int m) {
synchronized(lockA) { // 获得lockA的锁
this.value += m;
synchronized(lockB) { // 获得lockB的锁
this.another += m;
} // 释放lockB的锁
} // 释放lockA的锁
}
public void dec(int m) {
synchronized(lockB) { // 获得lockB的锁
this.another -= m;
synchronized(lockA) { // 获得lockA的锁
this.value -= m;
} // 释放lockA的锁
} // 释放lockB的锁
}
对于上述代码,线程1和线程2如果分别执行 add()
和 dec()
方法时:
- 线程1:进入
add()
,获得lockA
; - 线程2:进入
dec()
,获得lockB
。
随后:
- 线程1:准备获得
lockB
,失败,等待中; - 线程2:准备获得
lockA
,失败,等待中。
此时,两个线程各自持有不同的锁,然后各自试图获取对方手里的锁,造成了双方无限等待下去,这就是死锁。
死锁发生后,没有任何机制能解除死锁,只能强制结束 JVM 进程。因此,在编写多线程应用时,要特别注意防止死锁。因为死锁一旦形成,就只能强制结束进程。
如何避免死锁?
线程获取锁的顺序要一致。即严格按照先获取 lockA
,再获取 lockB
的顺序,改写 dec()
方法如下:
public void dec(int m) {
synchronized(lockA) { // 获得lockA的锁
this.value -= m;
synchronized(lockB) { // 获得lockB的锁
this.another -= m;
} // 释放lockB的锁
} // 释放lockA的锁
}
在理解死锁的时候,和可重入锁有点出入,这里记录一下:
可重入锁之所以可以重复获取锁,这是因为在同一个线程中,而死锁是多个不同的线程,获取对方的锁而导致的问题。
小结
Java 的 synchronized
锁是可重入锁;
死锁产生的条件是多线程各自持有不同的锁,并互相试图获取对方已持有的锁,导致无限等待;
避免死锁的方法是多线程获取锁的顺序要一致。