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不可重入锁与死锁

不可重入锁确实可能导致死锁,特别是在同一线程尝试多次获取同一把锁时。如果锁是不可重入的,那么线程在第二次尝试获取锁时会永远阻塞,从而导致死锁。


不可重入锁与死锁的关系

不可重入锁不允许同一个线程多次获取同一把锁。在以下情况下,这种限制会导致死锁:

  1. 递归调用时: 如果一个方法使用了不可重入锁并递归调用自身,那么在递归调用的过程中,线程会尝试重新获取同一把锁,而由于锁是不可重入的,线程会阻塞在第二次锁请求上,最终导致死锁。
  2. 嵌套调用时: 如果一个方法调用了另一个也需要同一把锁的方法,同样会因为不可重入锁导致死锁。

示例:不可重入锁导致死锁

代码示例:

假设我们有一个不可重入锁:

class NonReentrantLock {private boolean isLocked = false;public synchronized void lock() throws InterruptedException {while (isLocked) {wait(); // 如果锁已经被占用,等待释放}isLocked = true;}public synchronized void unlock() {isLocked = false;notify();}
}public class DeadlockExample {private final NonReentrantLock lock = new NonReentrantLock();public void method1() throws InterruptedException {lock.lock();System.out.println("Method1: Lock acquired");// 调用另一个需要同一把锁的方法method2();lock.unlock();System.out.println("Method1: Lock released");}public void method2() throws InterruptedException {lock.lock(); // 再次尝试获取锁System.out.println("Method2: Lock acquired");lock.unlock();System.out.println("Method2: Lock released");}public static void main(String[] args) {DeadlockExample example = new DeadlockExample();new Thread(() -> {try {example.method1();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}).start();}
}
运行结果:

程序会在 method2() 尝试获取锁时发生死锁,因为:

  1. method1() 已经持有了不可重入锁。
  2. method2() 需要获取同一把锁,但由于锁是不可重入的,线程会阻塞在 lock() 调用处。
  3. method1() 无法继续执行释放锁,导致死锁。

为什么可重入锁不会导致死锁?

可重入锁允许同一个线程多次获取同一把锁,而不会被阻塞。这是通过计数器机制实现的:

  • 当一个线程第一次获取锁时,计数器加1。
  • 如果该线程再次获取同一把锁,计数器继续加1。
  • 每次释放锁时,计数器减1,只有当计数器归零时,锁才真正释放。

因此,在递归调用或嵌套调用时,线程可以多次安全地获取锁,不会导致死锁。


如何避免不可重入锁导致的死锁?

  1. 使用可重入锁
    • 替换不可重入锁为可重入锁(例如,Java 中的 ReentrantLock 或使用 synchronized)。
  2. 设计避免嵌套锁定
    • 如果锁是不可重入的,尽量避免在同一线程中多次尝试获取同一把锁。
  3. 重构代码
    • 如果可能,将涉及不可重入锁的嵌套调用重构为非嵌套调用。

总结

不可重入锁确实会导致死锁,尤其是在递归调用或嵌套调用时。如果代码中存在这种场景,建议使用可重入锁(例如 ReentrantLocksynchronized)来避免死锁问题。

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