为什么监视器锁需要可重入

为什么监视器(object monitor)锁需要可重入呢? 这好像是一个默认的事实, 笔者以前也没有思考过.前段时间被问到这个问题,细细思索了一番,又翻阅一些文章.得出一个可能比较片面的结论: Java的OOP特性需要监视器锁是可重入的.所以监视器锁是可重入的.

下面举两个例子说明

前提知识

监视器锁的加解锁逻辑

• 监视器锁是对对象(实例对象,类对象)加锁

• 进入synchronized方法前,对此方法对应对象的监视器加锁,

• 退出(正常/异常)synchronized方法时,对此方法对应对象的监视器解锁

synchronize方法内部调用相同对象的另外一个synchronize方法

Son对象的doSomething() 方法内部调用了它的doAnotherThing()方法. 如果监视器锁不是可重入的,doSomething已经获取了监视器锁,并且还没有释放,doAnotherThing无法获取到监视器锁,这里就会死锁

public class Son extends Father {
    @Override
    public synchronized void doSomething()  {
        doAnotherThing();
    }
    public synchronized  void doAnotherThing() {
        //...
    }
}

synchronize方法内部调用父类的synchronize方法

Son对象的doSomething() 方法内部调用了父类的同名方法,如果监视器锁不是可重入的,原因同上,这里也会死锁

    @Override
    public synchronized void doSomething()  {
        super.doSomething();
    }
}

可重入的监视器锁

如果监视器锁不可重入,OOP特性就会被破坏,因此监视器锁是可重入的

监视器锁的可重入采用计数方法(概念层次)

• 每次加锁计数+1

• 每次解锁计数-1

• 计数为0表示无锁

再举个例子,上面两个例子的合体版

public class Son extends Father {
    @Override
    public synchronized void doSomething()  {
        doAnotherThing();
    }
    public synchronized  void doAnotherThing()  {
        super.doSomething();
    }
}

看一下线程堆栈,可以看到三次都对0x0000000787ae5490加锁,由于监视器锁可重入,因此不会出现问题

"main" #1 prio=5 os_prio=31 cpu=273.56ms elapsed=27.77s tid=0x00007fd46500d000 nid=0x2803 waiting on condition  [0x000070000bdd0000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
        at java.lang.Thread.sleep([email protected]/Native Method)
        at com.github.alonwang.concurrent.Father.doSomething(Father.java:9)
        - locked <0x0000000787ae5490> (a com.github.alonwang.concurrent.Son)
        at com.github.alonwang.concurrent.Son.doAnotherThing(Son.java:13)
        - locked <0x0000000787ae5490> (a com.github.alonwang.concurrent.Son)
        at com.github.alonwang.concurrent.Son.doSomething(Son.java:10)
        - locked <0x0000000787ae5490> (a com.github.alonwang.concurrent.Son)
        at com.github.alonwang.concurrent.SynchronizeDemo.main(SynchronizeDemo.java:10)

总结

片面的说,OOP需要监视器锁是可重入的.