6年的java被刚入门的小弟弟提的问题难住了？

科叼 · 发表于 2024-7-17 18:24:05

作者：奔跑的毛球

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问题
有个亲戚的孩子，非要入行计算机学java，这现在还来学java不就是49年入国军吗。非要学，给了几套课程让自学，让有不懂的来问我，这不，带着新的问又来了。
也就是下面这行代码为什么执行之后不能完结，就一直卡在那里？我们来瞅瞅这个代码，基本就是演示了代码演示了 ReentrantLock 的基本使用和线程之间的竞争。

public class Domain {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ReentrantLockTest t = new ReentrantLockTest();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
}
}
class ReentrantLockTest implements Runnable {
ReentrantLock r = new ReentrantLock();
int t = 2;
@Override
public void run() {
while (true) {
r.lock();
if (t > 0) {
t -= 1;
} else {
r.unlock();
break;
}
}
}
}

复制代码

演示
执行一下

果然是卡住了，不结束执行也不继续执行。
这得先分析分析，卡哪了？

思路 1 日志大法

先上日志大法：
给run()方法添加日志如下

@Override
public void run() {
log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 在循环外准备开始循环", Thread.currentThread().getName());
while (true) {
log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 准备动手拿锁", Thread.currentThread().getName());
r.lock();
log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 拿到了锁", Thread.currentThread().getName());
if (t > 0) {
log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 在执行 {}", Thread.currentThread().getName(), t);
t -= 1;
} else {
log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 解锁,退出循环", Thread.currentThread().getName());
r.unlock();
break;
}
}
log.info("Thread.currentThread().getName() = {} 执行完毕", Thread.currentThread().getName());
}

复制代码

然后执行

可以看到线程0，1，2都准备拿锁，然后线程0拿到了锁，执行完毕之后，线程1和2还是在准备拿锁。这就奇怪了，线程0都释放锁了，线程1，2怎么不去获取锁而是一直卡着呢？因为抢锁打起来，打伤了？？？

思路 2 增加监测线程，检测线程状态

那我们在主线程起起一个检测线程状态的线程看看。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ReentrantLockTest t = new ReentrantLockTest();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
while (true){
Thread[] threads = new Thread[Thread.activeCount()];
Thread.enumerate(threads);
for (Thread thread : threads) {
log.info("thread = {}-{}", thread.getName(), thread.getState());
}
Thread.sleep(2000);
}
}

复制代码

执行之后：

可以看到，在线程0拿到锁之后，线程1和线程2的状态一直是WAITING状态，ps(这是我多次尝试的结果哈，其实哪个线程拿到锁是不一定的，为了和上边的结果一致，刷了几次刷到了线程0拿锁。)

那么问题来了，为啥一直处于WAITING状态呢。

思路 3 尝试解锁
我们去掉检测线程状态的逻辑，在while循环最后增加一个解锁的操作：

@Override
public void run() {
log.info("ThreadName():{} 在循环外准备开始循环", Thread.currentThread().getName());
while (true) {
log.info("ThreadName():{} 准备动手拿锁", Thread.currentThread().getName());
r.lock();
log.info("ThreadName():{} 拿到了锁", Thread.currentThread().getName());
if (t > 0) {
log.info("ThreadName():{} 在执行 {}", Thread.currentThread().getName(), t);
t -= 1;
} else {
log.info("ThreadName():{} 解锁,退出循环", Thread.currentThread().getName());
r.unlock();
break;
}
r.unlock();//增加这个
}
log.info("ThreadName():{} 执行完毕", Thread.currentThread().getName());
}

复制代码

执行后，可以看到在每次执行完之后解了锁，那么等待拿锁的线程都是有机会拿到锁并且执行的。

那么上面的为啥不行呢

思路 4 粗暴尝试
可以分析到，是加锁多次，然后解锁了一次，应该是这个行不通导致的。
那我们尝试一下。直接粗暴的解锁三次，看看是不是这儿的问题。

执行，可以看到在线程0执行完解锁之后，其余线程也都执行了，报错可以先忽略，之后会解释下。

那么就可以肯定，就是这里加锁多次，解锁只解了一次导致的。那么就沿着这个方向继续看看。

思路 5 找到方向，查资料
这里肯定就牵扯ReentrantLock的一些机制了，查查资料：

ReentrantLock是一个可重入锁。这意味着同一个线程可以多次获取同一个锁，并且每次获取锁时，锁的重入计数器会增加；每次释放锁时，锁的重入计数器会减少。当重入计数器减为零时，锁才会真正被释放。

思路 6 看源码
哇。还有这个，去看看源码：

这里这个state就是加锁的次数，在每次执行lock()的时候，state的值会加1.
然后我们看看解锁的源码：

懂了懂了，在执行解锁的时候，先给state减1，然后判断是不是减到0了，要是没有到0那就啥都不干。可是要是到0了就检查当前节点是否为空，以及下一个节点是否为空。如果下一个节点的状态不是0（表示有线程在等待），则调用 s.getAndUnsetStatus(WAITING) 来重置节点的等待状态。使用 LockSupport.unpark(s.waiter) 来唤醒等待的线程。

总结
就是ReentrantLock在使用的时候，加锁几次，就需要解锁几次。这时候上面那个报错就很好理解了，当前线程不持有锁了，解锁当然是报错的。
相关代码这里了：

		自动登录	找回密码
密码			注册

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