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可重入锁
阅读量:4295 次
发布时间:2019-05-27

本文共 1671 字,大约阅读时间需要 5 分钟。

可重入锁:占有锁的线程可以重新进入.

不仅判断锁有没有被锁上,还会判断锁是谁锁上的,当就是自己锁上的时候,那么他依旧可以再次访问临界资源,并把加锁次数加一。
设计了加锁次数,以在解锁的时候,可以确保所有加锁的过程都解锁了,其他线程才能访问。不然没有加锁的参考值,也就不知道什么时候解锁?解锁多少次?才能保证本线程已经访问完临界资源了可以唤醒其他线程访问了。实现相对复杂。

广义上的可重入锁指的是可重复可递归调用的锁,在外层使用锁之后,在内层仍然可以使用,并且不发生死锁(前提得是同一个对象或者class),这样的锁就叫做可重入锁。

在java 中,synchronized和java.util.concurrent.locks.ReentrantLock是可重入锁。

可重入锁在只要是同一线程的情况下,就可以重新进入,即使调用不同的方法, 其临界资源也是安全的.

可重入锁可以理解为我们常用的对象锁的升级版

Object lock = new Object();public void method() {
synchronized(lock) {
... }}

而不可重入锁, 即使是同一线程,一旦某方法占有了锁,其他需要锁的方法也是不能进入的.如果调用了其他需要占用锁的方法,就会造成死锁.

可重入锁中维护了一个private volatile int state来计数重入次数,在执行每次操作之前,判断当前锁持有者是否是当前对象,采用state计数,不用频繁的持有释放操作,这样既提升了效率,又避免了死锁。

在 java 并发包中有一些并发框架也使用了自旋 CAS 的方式来实现原子操作,比如 LinkedTransferQueue 类的 Xfer 方法。CAS 虽然很高效的解决原子操作,但是 CAS 仍然存在三大问题。ABA 问题,循环时间长开销大和只能保证一个共享变量的原子操作。

  • 1.ABA 问题。因为 CAS 需要在操作值的时候检查下值有没有发生变化,如果没有发生变化则更新,但是如果一个值原来是 A,变成了 B,又变成了 A,那么使用 CAS 进行检查时会发现它的值没有发生变化,但是实际上却变化了。ABA 问题的解决思路就是使用版本号。在变量前面追加上版本号,每次变量更新的时候把版本号加一,那么 A-B-A 就会变成 1A-2B-3A。
    从 Java1.5 开始 JDK 的 atomic 包里提供了一个类 AtomicStampedReference 来解决 ABA 问题。这个类的 compareAndSet 方法作用是首先检查当前引用是否等于预期引用,并且当前标志是否等于预期标志,如果全部相等,则以原子方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值。
  • 2.循环时间长开销大。自旋 CAS 如果长时间不成功,会给 CPU 带来非常大的执行开销。如果 JVM 能支持处理器提供的 pause 指令那么效率会有一定的提升,pause 指令有两个作用,第一它可以延迟流水线执行指令(de-pipeline), 使 CPU 不会消耗过多的执行资源,延迟的时间取决于具体实现的版本,在一些处理器上延迟时间是零。第二它可以避免在退出循环的时候因内存顺序冲突(memory order violation)而引起 CPU 流水线被清空(CPU pipeline flush),从而提高 CPU 的执行效率。
  • 3.只能保证一个共享变量的原子操作。当对一个共享变量执行操作时,我们可以使用循环 CAS 的方式来保证原子操作,但是对多个共享变量操作时,循环 CAS 就无法保证操作的原子性,这个时候就可以用锁,或者有一个取巧的办法,就是把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。比如有两个共享变量 i=2,j=a,合并一下 ij=2a,然后用 CAS 来操作 ij。从 Java1.5 开始 JDK 提供了 AtomicReference 类来保证引用对象之间的原子性,你可以把多个变量放在一个对象里来进行 CAS 操作。

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