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可重入锁

GGBOND2025/10/19大约 3 分钟基本概念

一、什么是可重入锁

可重入锁（Reentrant Lock）是一种允许同一个线程 重复获取同一把锁 的锁机制。
简单来说，当一个线程已经持有了某个锁，它在未释放该锁之前再次请求同一锁时，系统会允许它继续获取，而不会被阻塞或死锁。

二、为什么需要可重入锁

在多线程编程中，一个线程可能在调用某个同步方法时，又间接调用了另一个也需要同一把锁的同步方法。如果没有可重入机制，线程会因为再次尝试获取自己已持有的锁而陷入死锁。

例如：

public synchronized void methodA() {
    System.out.println("Method A");
    methodB(); // 这里再次请求同一把锁
}

public synchronized void methodB() {
    System.out.println("Method B");
}

上面的两个方法都被 synchronized 修饰，意味着它们都需要获取对象的锁。如果没有可重入特性，线程在 methodA() 中调用 methodB() 时会再次尝试获取同一把锁，从而自己阻塞自己，导致死锁。

而由于 Java 的内置锁（synchronized）和 ReentrantLock 都是可重入锁，因此该代码能正常执行。

三、可重入锁的实现原理

可重入锁的核心原理是 锁持有计数（Hold Count）机制。

  1. 每当一个线程第一次获取锁时，锁的持有计数设为 1。
  2. 当该线程再次获取相同的锁时，计数器加 1。
  3. 当线程释放锁时，计数器减 1。
  4. 只有当计数器降为 0 时，锁才真正被释放。

这种设计保证了同一个线程可以安全地多次进入加锁代码块，而不会造成死锁。

四、可重入锁的应用场景

  1. 递归调用
    在递归函数中可能会多次调用相同的同步代码块，如果没有可重入特性会造成死锁。

  2. 父子方法调用
    当父方法和子方法都需要加同一锁时，可重入锁可以避免线程被自己阻塞。

  3. 多层封装场景
    在框架或组件开发中，底层封装可能已经加锁，调用层无需担心重复加锁问题。

五、可重入锁在 Java 中的实现

1. synchronized

Java 内置关键字 synchronized 天然支持可重入。
JVM 会在对象头（Object Header）中维护锁的持有线程标识与重入次数，当同一线程再次进入同步块时，计数加一，退出时减一。

2. ReentrantLock

ReentrantLock 是 java.util.concurrent.locks 包中的显式可重入锁，它提供了比 synchronized 更灵活的锁控制能力，如：

  • 可响应中断的锁请求；
  • 可设置超时时间；
  • 可实现公平锁。

使用示例：

Lock lock = new ReentrantLock();

lock.lock();
try {
    System.out.println("第一次加锁");
    lock.lock(); // 第二次加锁（同一线程）
    try {
        System.out.println("可重入成功");
    } finally {
        lock.unlock();
    }
} finally {
    lock.unlock();
}

输出结果：

第一次加锁  
可重入成功

六、可重入锁的优点

  1. 避免死锁：允许同一线程多次进入同步区域而不会阻塞。
  2. 简化编程逻辑：开发者无需担心多层调用时锁重复加的问题。
  3. 增强灵活性：显式可重入锁（如 ReentrantLock）可提供更丰富的控制方式。

七、总结

可重入锁是一种允许同一线程多次获取同一锁的机制，通过 锁计数器 来记录持有次数，防止线程被自身阻塞。
在 Java 中，synchronized 和 ReentrantLock 都属于可重入锁，是编写线程安全代码、避免死锁的重要工具。

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