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Java挑戰併發(1):可重入內建鎖

每個Java物件都可以用做一個實現同步的鎖,這些鎖被稱為內建鎖或監視器鎖。執行緒在進入同步程式碼塊之前會自動獲取鎖,並且在退出同步程式碼塊時會自動釋放鎖。獲得內建鎖的唯一途徑就是進入由這個鎖保護的同步程式碼塊或方法。

當某個執行緒請求一個由其他執行緒持有的鎖時,發出請求的執行緒就會阻塞。然而,由於內建鎖是可重入的,因此如果摸個執行緒試圖獲得一個已經由它自己持有的鎖,那麼這個請求就會成功。“重入”意味著獲取鎖的操作的粒度是“執行緒”,而不是呼叫。重入的一種實現方法是,為每個鎖關聯一個獲取計數值和一個所有者執行緒。當計數值為0時,這個鎖就被認為是沒有被任何執行緒所持有,當執行緒請求一個未被持有的鎖時,JVM將記下鎖的持有者,並且將獲取計數值置為1,如果同一個執行緒再次獲取這個鎖,計數值將遞增,而當執行緒退出同步程式碼塊時,計數器會相應地遞減。當計數值為0時,這個鎖將被釋放。

重入進一步提升了加鎖行為的封裝性,因此簡化了面向物件併發程式碼的開發。分析如下程式:

public class Father
{
    public synchronized void doSomething(){
        ......
    }
}

public class Child extends Father
{
    public synchronized void doSomething(){
        ......
        super.doSomething();
    }
}

子類覆寫了父類的同步方法,然後呼叫父類中的方法,此時如果沒有可重入的鎖,那麼這段程式碼件產生死鎖。

由於Fither和Child中的doSomething方法都是synchronized方法,因此每個doSomething方法在執行前都會獲取Child物件例項上的鎖。如果內建鎖不是可重入的,那麼在呼叫super.doSomething時將無法獲得該Child物件上的互斥鎖,因為這個鎖已經被持有,從而執行緒會永遠阻塞下去,一直在等待一個永遠也無法獲取的鎖。重入則避免了這種死鎖情況的發生。

同一個執行緒在呼叫本類中其他synchronized方法/塊或父類中的synchronized方法/塊時,都不會阻礙該執行緒地執行,因為互斥鎖時可重入的。