可重入锁 & 自旋锁 & Java里的AtomicReference和CAS操作 & Linux mutex不可重入

之前还是写过蛮多的关于锁的文章的：

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/5994162.html 《【转载】Java中的锁机制 synchronized & 偏向锁 & 轻量级锁 & 重量级锁 & 各自》

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/5935326.html 《[Todo] 乐观悲观锁，自旋互斥锁等等》

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/6146917.html 《【转载】同步和互斥的POSIX支持(互斥锁，条件变量，自旋锁)》

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/6134658.html 《【Todo】秒杀系统 & 乐观锁 & Nginx反向代理》

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/5996255.html 《【Todo】【转载】Java中的锁机制2 - Lock》

再写一个，加深理解吧。

在学习Java内存模型的时候，看到ReentrantLock的描述，有点记不清了，就查了一下资料。

参考如下这篇文章：http://www.jb51.net/article/57338.htm

锁作为并发共享数据，保证一致性的工具，在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利，但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性，为大家答疑解惑。

可重入锁：

本文里面讲的是广义上的可重入锁，而不是单指JAVA下的ReentrantLock。

可重入锁，也叫做递归锁，指的是同一线程 外层函数获得锁之后 ，内层递归函数仍然有获取该锁的代码，但不受影响。
在JAVA环境下 ReentrantLock 和synchronized 都是 可重入锁。

使用实例：

public class Test implements Runnable{
 public synchronized void get(){
  System.out.println(Thread.currentThread().getId());
  set();
 }
 public synchronized void set(){
  System.out.println(Thread.currentThread().getId());
 }
 @Override
 public void run() {
  get();
 }
 public static void main(String[] args) {
  Test ss=new Test();
  new Thread(ss).start();
  new Thread(ss).start();
  new Thread(ss).start();
 }
}

结果如下，是正确的，即同一个线程id被连续输出两次。

Threadid: 8
Threadid: 8
Threadid: 10
Threadid: 10
Threadid: 9
Threadid: 9

可重入锁最大的作用是避免死锁。
我们以自旋锁作为例子。（注：自旋锁，就是拿不到锁的情况会不停自旋循环检测来等待，不进入内核态沉睡，而是在用户态自旋尝试）

public class SpinLock {
 private AtomicReference<Thread> owner =new AtomicReference<>();
 public void lock(){
  Thread current = Thread.currentThread();
  while(!owner.compareAndSet(null, current)){
  }
 }
 public void unlock (){
  Thread current = Thread.currentThread();
  owner.compareAndSet(current, null);
 }
}

上面是自旋锁的一种实现。

对于自旋锁来说：

1、若有同一线程两调用lock() ，会导致第二次调用lock位置进行自旋，产生了死锁
说明这个锁并不是可重入的。（在lock函数内，应验证线程是否为已经获得锁的线程）
2、若1问题已经解决，当unlock（）第一次调用时，就已经将锁释放了。实际上不应释放锁。
（采用计数次进行统计）

修改之后，如下：

public class SpinLock1 {
 private AtomicReference<Thread> owner =new AtomicReference<>();
 private int count =0;
 public void lock(){
  Thread current = Thread.currentThread();
  if(current==owner.get()) {
   count++;
   return ;
  }
  while(!owner.compareAndSet(null, current)){
  }
 }
 public void unlock (){
  Thread current = Thread.currentThread();
  if(current==owner.get()){
   if(count!=0){
    count--;
   }else{
    owner.compareAndSet(current, null);
   }
  }
 }
}

这种方式实现的自旋锁即为可重入锁。

另，看一下mutex的情况：

Mutex可以分为递归锁(recursive mutex)和非递归锁(non-recursive mutex)。可递归锁也可称为可重入锁(reentrant mutex)，
非递归锁又叫不可重入锁(non-reentrant mutex)。

二者唯一的区别是，同一个线程可以多次获取同一个递归锁，不会产生死锁。而如果一个线程多次获取同一个非递归锁，则会产生死锁。

Windows下的Mutex和Critical Section是可递归的。

Linux下的pthread_mutex_t锁默认是非递归的。可以显示的设置PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE属性，将pthread_mutex_t设为递归锁。

（完）