并发王者课-铂金3：一劳永逸-如何理解锁的多次可重入问题

时间：2021-06-21 20:26:26 阅读：0 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

欢迎来到《并发王者课》，本文是该系列文章中的第16篇。

在前面的文章《铂金1：探本溯源-为何说Lock接口是Java中锁的基础》中，我们提到了锁的可重入问题，并作了简单介绍。鉴于锁的可重入是一个重要概念，所以本文把拿出来做一次单独讲解，以帮助你彻底理解它。

一、锁的可重入所造成的问题

首先，我们通过一段示例代码看锁的可重入是如何导致问题发生，以理解它的重要性。

public class ReentrantWildArea {
    // 野区锁定
    private boolean isAreaLocked = false;

    // 进入野区A
    public synchronized void enterAreaA() throws InterruptedException {
        isAreaLocked = true;
        System.out.println("已经进入野区A...");
        enterAreaB();
    }
    // 进入野区B
    public synchronized void enterAreaB() throws InterruptedException {
        while (isAreaLocked) {
            System.out.println("野区B方法进入等待中...");
            wait();
        }
        System.out.println("已经进入野区B...");
    }

    public synchronized void unlock() {
        isAreaLocked = false;
        notify();
    }
}

在上面这段代码中，我们创建了一片野区，包含了野区A和野区B。接着，我们再创建一个打野英雄铠，让他进去野区打野，看看会发生什么事情。

public static void main(String[] args) {
  // 打野英雄铠进入野区
  Thread kaiThread = new Thread(() -> {
    ReentrantWildArea wildArea = new ReentrantWildArea();
    try {
      wildArea.enterAreaA();
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  });
  kaiThread.start();
}

输出结果如下：

已经进入野区A...
野区B方法进入等待中...

从结果中可以看到，虽然在同一块野区，但是铠只进入野区A，却没能进入野区B，被阻塞在半道上了。从代码分析上看，野区的两个方法都声明了synchronized，但铠在进入野区A之后，野区进行了锁定isAreaLocked = true，导致铠进入野区B时失败。

这就是典型的锁的可重入所造成的问题。在并发编程时，如果未能处理好这一问题，将会造成线程的无限阻塞，其后果和死锁相当。

二、理解锁的可重入

所谓锁的可重入，指的是锁可以被线程重复或递归调用，也可以理解为对同一把锁的重复获取。如果未能处理好锁的可重入问题，将会导致和死锁类似的问题。

技术图片

三、如何避免锁的可重入问题

避免锁的可重入问题，需要注意两个方面：

尽量避免编写需要重入获取锁的代码；
如果需要，使用可重入锁。

在Java中，synchronized是可以重入的，下面的这段代码在调用时不会产生重入问题。

public class WildMonster {
    public synchronized void A() {
        B();
    }
    
    public synchronized void B() {
       doSomething...
    }
}

但是，基于Lock接口所实现的各种锁并不总是支持可重入的。在前面的文章中，我们已经展示过不支持重入的Lock接口实现。在具体的场景中使用时，需要务必注意这点。如果需要可重入锁，可以使用Java中的ReentrantLock类。