Java内置锁synchronized的可重入性

当线程请求一个由其它线程持有的对象锁时，该线程会阻塞，而当线程请求由自己持有的对象锁时，如果该锁是重入锁,请求就会成功,否则阻塞.

    我们来看看synchronized,它拥有强制原子性的内置锁机制,是一个重入锁,所以在使用synchronized时,当一个线程请求得到一个对象锁后再次请求此对象锁,可以再次得到该对象锁,就是说在一个synchronized方法/块的内部调用本类的其他synchronized方法/块时，是永远可以拿到锁,如下:

01 public class Child extends Father {
02     public static void main(String[] args) {
03         Child child = new Child();
04         child.doSomething();
05     }
06
07     public synchronized void doSomething() {
08         System.out.println("child.doSomething()");
09         doAnotherThing(); // 调用自己类中其他的synchronized方法
10
11     }
12
13     private synchronized void doAnotherThing() {
14         super.doSomething(); // 调用父类的synchronized方法
15         System.out.println("child.doAnotherThing()");
16     }
17 }
18
19 class Father {
20     public synchronized void doSomething() {
21         System.out.println("father.doSomething()");
22     }
23 }

运行结果：

child.doSomething()
father.doSomething()
child.doAnotherThing()

   这里的对象锁只有一个,就是child对象的锁,当执行child.doSomething时，该线程获得child对象的锁，在doSomething方法内执行doAnotherThing时再次请求child对象的锁，因为synchronized是重入锁，所以可以得到该锁，继续在doAnotherThing里执行父类的doSomething方法时第三次请求child对象的锁，同理可得到，如果不是重入锁的话，那这后面这两次请求锁将会被一直阻塞，从而导致死锁。

    所以在java内部，同一线程在调用自己类中其他synchronized方法/块或调用父类的synchronized方法/块都不会阻碍该线程的执行，就是说同一线程对同一个对象锁是可重入的，而且同一个线程可以获取同一把锁多次，也就是可以多次重入。因为java线程是基于“每线程（per-thread）”，而不是基于“每调用（per-invocation）”的（java中线程获得对象锁的操作是以每线程为粒度的，per-invocation互斥体获得对象锁的操作是以每调用作为粒度的）

  我们再来看看重入锁是怎么实现可重入性的，其实现方法是为每个锁关联一个线程持有者和计数器，当计数器为0时表示该锁没有被任何线程持有，那么任何线程都可能获得该锁而调用相应的方法；当某一线程请求成功后，JVM会记下锁的持有线程，并且将计数器置为1；此时其它线程请求该锁，则必须等待；而该持有锁的线程如果再次请求这个锁，就可以再次拿到这个锁，同时计数器会递增；当线程退出同步代码块时，计数器会递减，如果计数器为0，则释放该锁。

   我们再来看看下例子加深一下理解：

01 public class Child extends Father {
02     public static void main(String[] args) {
03         Child child = new Child();
04         child.doSomething();
05     }
06
07     public  void doSomething() {
08         while(i>0){
09             System.out.println("child.doSomething(),i="+i--);
10             super.doSomething();
11             doSomething();
12         }
13     }
14 }
15
16 class Father {
17     int i = 6;
18     public synchronized void doSomething() {
19         System.out.println("father.doSomething(),i="+i--);
20     }
21 }

运行结果：

child.doSomething(),i=6 
father.doSomething(),i=5 
child.doSomething(),i=4 
father.doSomething(),i=3 
child.doSomething(),i=2 
father.doSomething(),i=1

 

再看：

01 import java.util.ArrayList;
02
03 public class ReentrancyTest {
04     static public int i = 1;
05     public int count ;
06
07     public ReentrancyTest() {
08         super();
09     }
10
11     public static void main(String[] args) {
12         int threadNum = 10; // 设置10个线程同时执行
13         // 每个线程都关联同一个ReentrancyTest对象
14         ReentrancyTest reentrancyTest = new ReentrancyTest();
15         ArrayList<MyThread> threadList = new ArrayList<MyThread>();
16          // 为10个线程赋值同一个ReentrancyTest对象的引用
17         for (int i = 0; i < threadNum; i++)
18         {
19             MyThread myThread = new MyThread();
20             myThread.reentrancyTest = reentrancyTest;
21             threadList.add(myThread);
22         }
23          // 启动10个线程
24         for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
25             new Thread((MyThread) threadList.get(i)).start();
26         }
27     }
28
29     public void doSomething() {
30         //随机产生一个睡眠时间
31         int sleep=(int)(Math.random()*500);
32         try {
33             Thread.sleep(sleep);
34         } catch (InterruptedException e) {
35             e.printStackTrace();
36         }
37         count = i++;
38         System.out.println("第"+count+"个线程:"+Thread.currentThread().getName()
39                 + "进入到doSomething()执行代码--睡眠"+sleep+"毫秒");
40         try {
41             Thread.sleep(sleep);
42         } catch (InterruptedException e) {
43             e.printStackTrace();
44         }
45         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "线程执行doSomething()完毕,睡眠时间："
46                 + sleep+",已进入doSomething执行代码的线程总数为:"+count);
47     }
48 }
49
50 class MyThread extends Thread {
51     public ReentrancyTest reentrancyTest;
52
53     public MyThread() {
54         super();
55     }
56
57     @Override
58     public void run() {
59         reentrancyTest.doSomething();
60         super.run();
61     }
62 }

 

运行结果：

第1个线程:Thread-16进入到doSomething()执行代码--睡眠7毫秒
Thread-16线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：7,已进入doSomething执行代码的线程总数为:1
第2个线程:Thread-10进入到doSomething()执行代码--睡眠154毫秒
第3个线程:Thread-15进入到doSomething()执行代码--睡眠221毫秒
第4个线程:Thread-17进入到doSomething()执行代码--睡眠222毫秒
第5个线程:Thread-14进入到doSomething()执行代码--睡眠276毫秒
Thread-10线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：154,已进入doSomething执行代码的线程总数为:5
第6个线程:Thread-19进入到doSomething()执行代码--睡眠340毫秒
第7个线程:Thread-13进入到doSomething()执行代码--睡眠367毫秒
第8个线程:Thread-12进入到doSomething()执行代码--睡眠404毫秒
Thread-15线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：221,已进入doSomething执行代码的线程总数为:8
Thread-17线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：222,已进入doSomething执行代码的线程总数为:8
第10个线程:Thread-11进入到doSomething()执行代码--睡眠451毫秒
第10个线程:Thread-18进入到doSomething()执行代码--睡眠451毫秒
Thread-14线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：276,已进入doSomething执行代码的线程总数为:10
Thread-19线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：340,已进入doSomething执行代码的线程总数为:10
Thread-13线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：367,已进入doSomething执行代码的线程总数为:10
Thread-12线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：404,已进入doSomething执行代码的线程总数为:10
Thread-11线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：451,已进入doSomething执行代码的线程总数为:10
Thread-18线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：451,已进入doSomething执行代码的线程总数为:10

    由此可见多线程在操作同一对象时，如果对象中的函数不是同步的，多线程可以并发执行此函数

    如果把doSomething方法加上synchronized同步后的结果变为：

第1个线程:Thread-10进入到doSomething()执行代码--睡眠208毫秒
Thread-10线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：208,已进入doSomething执行代码的线程总数为:1
第2个线程:Thread-19进入到doSomething()执行代码--睡眠124毫秒
Thread-19线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：124,已进入doSomething执行代码的线程总数为:2
第3个线程:Thread-17进入到doSomething()执行代码--睡眠176毫秒
Thread-17线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：176,已进入doSomething执行代码的线程总数为:3
第4个线程:Thread-18进入到doSomething()执行代码--睡眠43毫秒
Thread-18线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：43,已进入doSomething执行代码的线程总数为:4
第5个线程:Thread-15进入到doSomething()执行代码--睡眠98毫秒
Thread-15线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：98,已进入doSomething执行代码的线程总数为:5
第6个线程:Thread-16进入到doSomething()执行代码--睡眠360毫秒
Thread-16线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：360,已进入doSomething执行代码的线程总数为:6
第7个线程:Thread-13进入到doSomething()执行代码--睡眠286毫秒
Thread-13线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：286,已进入doSomething执行代码的线程总数为:7
第8个线程:Thread-14进入到doSomething()执行代码--睡眠442毫秒
Thread-14线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：442,已进入doSomething执行代码的线程总数为:8
第9个线程:Thread-11进入到doSomething()执行代码--睡眠483毫秒
Thread-11线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：483,已进入doSomething执行代码的线程总数为:9
第10个线程:Thread-12进入到doSomething()执行代码--睡眠447毫秒
Thread-12线程执行doSomething()完毕,睡眠时间：447,已进入doSomething执行代码的线程总数为:10

 

    所以不同线程对同一对象锁是要竞争的，是同步阻塞模式，不能像同一线程对同一对象锁是可重入的！