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 = 0; 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 = 0; 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 == 0){ 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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