Java进阶篇--可重入锁 & 不可重入锁

目录

可重入锁（ReentrantLock）：

不可重入锁（NonReentrantLock）：

总结

代码示例

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当涉及到线程同步和互斥访问共享资源时，可重入锁和不可重入锁是两种常见的锁机制。

可重入锁（ReentrantLock）：

• 可重入锁是一种支持重进入的锁机制。重进入是指一个线程在持有锁的情况下，可以再次获取相同的锁而不会被阻塞。
• 可重入锁实现了Lock接口，提供了比内置锁（synchronized关键字）更多的灵活性和功能。
• 可重入锁允许一个线程反复获得该锁，避免了死锁的发生，同时也提高了代码的简洁性和可读性。
• 可重入锁支持公平性设置，使得等待时间最长的线程优先获取锁。

不可重入锁（NonReentrantLock）：

• 不可重入锁是一种不支持重进入的锁机制。也就是说，当一个线程获得了不可重入锁之后，如果再次尝试获取锁，就会被阻塞，直到当前持有锁的线程释放锁。
• 不可重入锁在Java中没有内置的实现，需要通过自定义实现或基于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）等基础类来构建。
• 不可重入锁可能会导致死锁问题，因为如果一个线程在持有锁的情况下又尝试获取同一个锁，就会导致自己无限等待。

总结

可重入锁允许同一线程多次获得锁，而不可重入锁则不支持同一个线程多次获得锁。在大多数情况下，可重入锁是更常用和推荐的选择，因为它提供了更多的功能、灵活性和安全性，同时避免了死锁问题。但在某些特殊情况下，不可重入锁也可能有其应用场景，例如需要强制确保某段代码只能被一个线程执行。

代码示例

以下是一个将可重入锁（ReentrantLock）和不可重入锁（NonReentrantLock）结合在一起的代码示例，

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class main {
    private static ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();  // 创建可重入锁对象
    private static NonReentrantLock nonReentrantLock = new NonReentrantLock();  // 创建不可重入锁对象

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(new ReentrantTask());
        Thread thread2 = new Thread(new NonReentrantTask());

        thread1.start();
        thread2.start();
    }

    static class ReentrantTask implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            reentrantLock.lock();  // 获取可重入锁

            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入可重入锁临界区");
                criticalSectionWithReentrantLock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "离开可重入锁临界区");
            } finally {
                reentrantLock.unlock();  // 释放可重入锁
            }
        }

        private void criticalSectionWithReentrantLock() {
            reentrantLock.lock();  // 可重入锁允许同一线程多次获得锁

            try {
                // 在可重入锁临界区域执行需要同步的操作
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行可重入锁临界区操作");
            } finally {
                reentrantLock.unlock();  // 释放可重入锁
            }
        }
    }

    static class NonReentrantTask implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            nonReentrantLock.lock();  // 获取不可重入锁

            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入不可重入锁临界区");
                criticalSectionWithNonReentrantLock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "离开不可重入锁临界区");
            } finally {
                nonReentrantLock.unlock();  // 释放不可重入锁
            }
        }

        private void criticalSectionWithNonReentrantLock() {
            nonReentrantLock.lock();  // 不可重入锁不允许同一线程多次获得锁

            try {
                // 在不可重入锁临界区域执行需要同步的操作
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行不可重入锁临界区操作");
            } finally {
                nonReentrantLock.unlock();  // 释放不可重入锁
            }
        }
    }

    static class NonReentrantLock {
        private boolean isLocked = false;

        public synchronized void lock() {
            while (isLocked) {
                try {
                    wait();  // 等待直到当前线程获取锁
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            }

            isLocked = true;
        }

        public synchronized void unlock() {
            isLocked = false;
            notify();  // 唤醒等待的线程
        }
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个可重入锁对象 reentrantLock 和一个不可重入锁对象 nonReentrantLock ，并在 ReentrantTask 和 NonReentrantTask 类中分别使用这两种类型的锁来实现线程同步。

ReentrantTask 类使用可重入锁，在 run() 方法中获取可重入锁并进入临界区域执行操作，而且可以在临界区域内再次获得相同的锁。这展示了可重入锁的特性。
NonReentrantTask 类使用不可重入锁，在 run() 方法中获取不可重入锁并进入临界区域执行操作，但是如果尝试再次获取相同的锁，将被阻塞。这展示了不可重入锁的特性。
注意，不可重入锁 NonReentrantLock 是通过自定义类实现的。它使用一个布尔变量 isLocked 来表示当前锁是否被占用，并在 lock() 和 unlock() 方法中使用 synchronized 关键字和 wait()、notify() 方法实现线程同步。

请注意，混合使用可重入锁和不可重入锁可能需要谨慎处理，以避免死锁和其它线程同步问题。