一文带你深入理解——锁的可重入性

一时失言乱红尘 2024-04-07 14:40 74阅读 0赞

**目录**

概述

深入理解

什么是死锁？

如何解决以上问题呢？（可重入锁的底层逻辑是什么？）

计数器还未归0，程序就抛出异常，会不会死锁？

面试题：可重入锁的实现要点

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## 概述 ##

简而言之，一个线程，连续针对一把锁，连续加锁两次或以上，就有可能出现两种情况，一种是产生死锁，这样的锁叫做“不可重入锁”，另一种是不会产生死锁，这个锁叫做“可重入锁”；

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## 深入理解 ##

#### 什么是死锁？ ####

*一个有趣的比方，假如，你是八路军~ 的一个秘密的电报员，在入敌深处，建立了一个隐蔽的房间专门给组织发送机密电报；这次你又发现了重要敌情，准备给组织发送情报，那么这么重要的事肯定不能敞开天窗大门来干，于是呢，你关上大门，为了防止闲杂人等误入，你就给门上了锁...发送完情报，忽然发现门外有很多日军在闲逛！！！为了避嫌，你选择了从这个只有你知道的地下道出去~ 过了一阵一段时间，你的同事，也来这个地方发送情报，发现门锁了！他以为你在里面发送重要情报，就没有打扰你，于是就一直在门口等下去了......*

> 让我们来看看实际的代码中是如何出现的吧！（如下代码）

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这就产生了死锁！也就是说，当一个线程对一把锁，连续加锁两次；

> 分析：第一次加锁，可以加锁成功，第二次加锁，就会失败，因为锁以及被占用，于是会一直在这里阻塞等待，等到第一把锁解锁，第二把锁才能加锁成功，但想要第一把锁解锁，需要执行完synchronized代码块，才可以加下一把锁，然而第二把锁一直在阻塞等待，所以第一把锁既不能解锁，第二把锁也不能加锁，就卡在这里了；

有的人可能就会说：俺作为一个优秀的程序员，怎么会写出这样的代码呢？

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*优秀名句——我写的代码怎么会有BUG呢？*

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但实际上却是防不胜防——例如多次嵌套，直观上看出不来~

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你看！这BUG，他不就来了吗！

但实际上，以上程序不会死锁，这就关系到**synchronized**关键字的底层设计了...

## 如何解决以上问题呢？（可重入锁的底层逻辑是什么？） ##

实际上它的底层很简单，只要让这个锁记住，是哪个线程持有这把锁就OK~

什么意思呢？两次连续加锁：假设 t1 线程通过this来加锁，那么这个this里面就记录了是t线程持有的他，第二次加锁的时候，再一看锁，如果还是 t1 线程，就直接通过，不会再有阻塞等待！

这又是怎么做到的呢？实际上是引入了一个计数器，每次加锁，计数器就++，解锁的时候计数器就--，若计数器为零，这时候才可以进行加锁（真加锁），同样，若计数器为零，此时才真正解了锁（真解锁）；

## 计数器还未归0，程序就抛出异常，会不会死锁？ ##

分析：若程序抛出异常，并且没有catch捕捉，程序就会脱离之前的代码块，一旦脱离这层加锁的代码块，计数器就会--，脱离多层代码块，计数器减到0，也就解锁了；

总结：加锁时若出现异常，是不会死锁的，也是一个使得synchronized优秀到将他设计成关键字的原因了，若是C++/Python加锁解锁，都是通过对象来实现的，这时就有可能由于出现异常引起代码未执行完，解锁代码未执行引起死锁；

## 面试题：可重入锁的实现要点 ##

>  *  让锁持有线程对象信息，记录是谁加的锁；
>  *  维护一个计数器，用来判定是什么时候真加锁，什么时候真解锁，什么时候是直接放行。

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