synchronized 的可重入性：避免死锁的隐藏武器

摘要

synchronized 关键字具备 可重入性（Reentrancy），同一线程在持有锁的情况下，可以再次获取同一把锁而不会阻塞。本文将从概念、代码示例、JVM 实现机制和工程实践四个方面，深入解析 synchronized 的可重入性。

正文

一、什么是可重入性？

可重入性（Reentrant）是指 同一线程在持有锁时，可以重复进入被同一个锁保护的临界区，而不会发生死锁。

换句话说：如果锁是“可重入”的，那么一个线程在进入某个 synchronized 方法/代码块后，还能继续调用另一个需要同一把锁的 synchronized 方法。

二、代码示例

1. 方法递归调用

public class ReentrantDemo {
    public synchronized void methodA() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入 methodA");
        methodB(); // 再次请求同一个锁
    }

    public synchronized void methodB() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入 methodB");
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantDemo demo = new ReentrantDemo();
        new Thread(demo::methodA, "T1").start();
    }
}

结果：线程 T1 先进入 methodA，随后 不会阻塞，而是直接进入 methodB，因为这是同一线程在请求同一把对象锁。

2. 父子类继承中的可重入性

class Parent {
    public synchronized void doSomething() {
        System.out.println("父类方法执行");
    }
}

class Child extends Parent {
    @Override
    public synchronized void doSomething() {
        System.out.println("子类方法执行");
        super.doSomething(); // 依然是同一把锁
    }
}

结果：子类方法调用父类方法不会造成死锁，因为锁是可重入的。

三、JVM 如何实现可重入性？

在 JVM 中，synchronized 是基于 对象头中的 Monitor（监视器锁） 实现的。
Monitor 内部维护了一个 计数器（recursions） ，用于记录线程重入的次数。

• 第一次获取锁：计数器从 0 → 1，线程成为锁的拥有者。
• 同一线程再次获取锁：计数器 +1。
• 退出同步块/方法：计数器 -1。
• 计数器归零：锁才真正释放，其他线程才能获取。

这就是为什么 synchronized 能避免 同一线程自我阻塞 的根本原因。

四、可重入性的优势

1. 避免死锁

• 如果没有可重入性，线程在调用 methodA() 的时候进入 methodB() 就会死锁。

2. 提升编程灵活性

• 允许在继承、递归调用中安全地使用 synchronized。

3. 降低锁使用的复杂度

• 开发者无需手动判断当前线程是否持有锁，简化了并发编程模型。

五、工程实践建议

1. 理解可重入，但不要滥用

• 可重入不是性能优化手段，而是一种安全保证。
• 不要因为“可重入”就随意嵌套锁，仍需控制临界区大小。

2. 注意递归调用的深度

• 虽然可重入避免了死锁，但无限递归依然可能导致栈溢出。

3. 对比 ReentrantLock

• ReentrantLock 也支持可重入，并提供了更多功能（可中断、公平锁、条件队列）。
• 在需要灵活控制时，可以考虑替代 synchronized。

六、总结

synchronized 的可重入性是并发编程中的重要特性：

• 同一线程可以重复进入锁保护的代码，不会造成自我死锁；
• 底层通过 Monitor 的计数器 实现；
• 在递归、继承等复杂场景下尤为重要。

理解可重入性，可以帮助我们在设计并发程序时写出更加 安全、简洁、易维护 的代码。