探索JAVA并发 - 可重入锁和不可重入锁
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锁的简单应用
用lock来保证原子性(this.count++这段代码称为临界区)
什么是原子性,就是不可分,从头执行到尾,不能被其他线程同时执行。
可通过CAS来实现原子操作
CAS(Compare and Swap):
CAS操作需要输入两个数值,一个旧值(期望操作前的值)和一个新值,在操作期间先比较下旧值有没有发生变化,如果没有发生变化,才交换成新值,发生了变化则不交换。
CAS主要通过compareAndSwapXXX()方法来实现,而这个方法的实现需要涉及底层的unsafe类
unsafe类:java不能直接访问操作系统底层,而是通过本地方法来访问。Unsafe类提供了硬件级别的原子操作
public class Counter{
private Lock lock = new Lock();
private int count = ;
public int inc(){
lock.lock();
this.count++;
lock.unlock();
return count;
}
}
不可重入锁
先来设计一种锁
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();
}
}
这其实是个不可重入锁,举个例子
public class Count{
Lock lock = new Lock();
public void print(){
lock.lock();
doAdd();
lock.unlock();
}
public void doAdd(){
lock.lock();
//do something
lock.unlock();
}
}
当调用print()方法时,获得了锁,这时就无法再调用doAdd()方法,这时必须先释放锁才能调用,所以称这种锁为不可重入锁,也叫自旋锁。
可重入锁
设计如下:
public class Lock{
boolean isLocked = false;
Thread lockedBy = null;
int lockedCount = ;
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 == ){
isLocked = false;
notify();
}
}
}
}
相对来说,可重入就意味着:线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步着的代码块。
第一个线程执行print()方法,得到了锁,使lockedBy等于当前线程,也就是说,执行的这个方法的线程获得了这个锁,执行add()方法时,同样要先获得锁,因不满足while循环的条件,也就是不等待,继续进行,将此时的lockedCount变量,也就是当前获得锁的数量加一,当释放了所有的锁,才执行notify()。
如果在执行这个方法时,有第二个线程想要执行这个方法,因为lockedBy不等于第二个线程,导致这个线程进入了循环,也就是等待,不断执行wait()方法。只有当第一个线程释放了所有的锁,执行了notify()方法,第二个线程才得以跳出循环,继续执行。
这就是可重入锁的特点。
java中常用的可重入锁
synchronized
java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
- AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整型的字段的更新器
- AtomicLongFieldUpdater:原子更新长整型字段的更新器
- AtomicStampedReference:原子更新带有版本号的引用类型。该类将整型数值与引用关联起来,可用于原子的更新数据和数据的版本号,可以解决使用CAS进行原子更新时可能出现的ABA问题。
- AtomicReference :原子更新引用类型
- AtomicReferenceFieldUpdater :原子更新引用类型里的字段
- AtomicMarkableReference:原子更新带有标记位的引用类型。可以原子更新一个布尔类型的标记位和应用类型
- AtomicIntegerArray :原子更新整型数组里的元素
- AtomicLongArray :原子更新长整型数组里的元素
- AtomicReferenceArray : 原子更新引用类型数组的元素
- AtomicBooleanArray :原子更新布尔类型数组的元素
- AtomicBoolean :原子更新布尔类型
- AtomicInteger: 原子更新整型
- AtomicLong: 原子更新长整型
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