可重入锁 & 自旋锁 & Java里的AtomicReference和CAS操作 & Linux mutex不可重入

时间:2022-01-01 20:08:39

之前还是写过蛮多的关于锁的文章的:

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/5994162.html 《【转载】Java中的锁机制 synchronized & 偏向锁 & 轻量级锁 & 重量级锁 & 各自

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/5935326.html 《[Todo] 乐观悲观锁,自旋互斥锁等等

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/6146917.html 《【转载】同步和互斥的POSIX支持(互斥锁,条件变量,自旋锁)

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/6134658.html 《【Todo】秒杀系统 & 乐观锁 & Nginx反向代理

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/5996255.html 《【Todo】【转载】Java中的锁机制2 - Lock

再写一个,加深理解吧。

在学习Java内存模型的时候,看到ReentrantLock的描述,有点记不清了,就查了一下资料。

参考如下这篇文章:http://www.jb51.net/article/57338.htm

锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利,但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性,为大家答疑解惑。

可重入锁:

本文里面讲的是广义上的可重入锁,而不是单指JAVA下的ReentrantLock。

可重入锁,也叫做递归锁,指的是同一线程 外层函数获得锁之后 ,内层递归函数仍然有获取该锁的代码,但不受影响。
在JAVA环境下 ReentrantLock 和synchronized 都是 可重入锁。

使用实例:

public class Test implements Runnable{
public synchronized void get(){
System.out.println(Thread.currentThread().getId());
set();
}
public synchronized void set(){
System.out.println(Thread.currentThread().getId());
}
@Override
public void run() {
get();
}
public static void main(String[] args) {
Test ss=new Test();
new Thread(ss).start();
new Thread(ss).start();
new Thread(ss).start();
}
}

结果如下,是正确的,即同一个线程id被连续输出两次。

Threadid: 8
Threadid: 8
Threadid: 10
Threadid: 10
Threadid: 9
Threadid: 9

可重入锁最大的作用是避免死锁。
我们以自旋锁作为例子。(注:自旋锁,就是拿不到锁的情况会不停自旋循环检测来等待,不进入内核态沉睡,而是在用户态自旋尝试)

public class SpinLock {
private AtomicReference<Thread> owner =new AtomicReference<>();
public void lock(){
Thread current = Thread.currentThread();
while(!owner.compareAndSet(null, current)){
}
}
public void unlock (){
Thread current = Thread.currentThread();
owner.compareAndSet(current, null);
}
}

上面是自旋锁的一种实现。

对于自旋锁来说:

1、若有同一线程两调用lock() ,会导致第二次调用lock位置进行自旋,产生了死锁
说明这个锁并不是可重入的。(在lock函数内,应验证线程是否为已经获得锁的线程)
2、若1问题已经解决,当unlock()第一次调用时,就已经将锁释放了。实际上不应释放锁。
(采用计数次进行统计)

修改之后,如下:

public class SpinLock1 {
private AtomicReference<Thread> owner =new AtomicReference<>();
private int count =0;
public void lock(){
Thread current = Thread.currentThread();
if(current==owner.get()) {
count++;
return ;
}
while(!owner.compareAndSet(null, current)){
}
}
public void unlock (){
Thread current = Thread.currentThread();
if(current==owner.get()){
if(count!=0){
count--;
}else{
owner.compareAndSet(current, null);
}
}
}
}

这种方式实现的自旋锁即为可重入锁。

另,看一下mutex的情况:

Mutex可以分为递归锁(recursive mutex)和非递归锁(non-recursive mutex)。可递归锁也可称为可重入锁(reentrant mutex),
非递归锁又叫不可重入锁(non-reentrant mutex)。

二者唯一的区别是,同一个线程可以多次获取同一个递归锁,不会产生死锁。而如果一个线程多次获取同一个非递归锁,则会产生死锁。

Windows下的Mutex和Critical Section是可递归的。

Linux下的pthread_mutex_t锁默认是非递归的。可以显示的设置PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE属性,将pthread_mutex_t设为递归锁。

(完)