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Binary Semaphore和Reentrant Lock的区别有哪些

发布时间:2021-10-20 09:11:22 来源:亿速云 阅读:265 作者:iii 栏目:web开发

这篇文章主要讲解了“Binary Semaphore和Reentrant Lock的区别有哪些”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“Binary Semaphore和Reentrant Lock的区别有哪些”吧!

1. 引言

探讨二进制信号量(Binary Semaphore)和可重入锁(Reentrant  Lock)。

2. 什么是二进制信号量

二进制信号量在单个资源的访问上提供信令机制。换句话说,二进制信号量提供了一种互斥机制,一次只允许一个线程访问一个关键部分。它只保留一个通行证,因此二进制信号量只有两种状态:可用(count=1)  和不可用(count=0)。

我们使用Java中的 Semaphore 类来讨论一个简单的二进制信号量的实现 :

Semaphore binarySemaphore = new Semaphore(1); try {     binarySemaphore.acquire();     assertEquals(0, binarySemaphore.availablePermits()); } catch (InterruptedException e) {     e.printStackTrace(); } finally {     binarySemaphore.release();     assertEquals(1, binarySemaphore.availablePermits()); }

在这里,我们可以观察到,acquire方法将可用许可减少了一个。类似地,release方法将可用许可增加1。

另外,Semaphore 类提供了 fairness 参数。当设置为true时,fairness  参数确保请求线程获取许可的顺序(基于它们的等待时间):

Semaphore binarySemaphore = new Semaphore(1, true);

3. 什么是重入锁?

可重入锁是一种互斥机制,允许线程在没有死锁的情况下(多次)重入资源上的锁。

进入锁的线程每次增加一个持有计数。类似地,请求解锁时持有计数减少。因此,资源被锁定,直到计数器返回到零。例如,让我们看一个使用Java中  ReentrantLock 类的简单实现:

ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(); try {     reentrantLock.lock();     assertEquals(1, reentrantLock.getHoldCount());     assertEquals(true, reentrantLock.isLocked()); } finally {     reentrantLock.unlock();     assertEquals(0, reentrantLock.getHoldCount());     assertEquals(false, reentrantLock.isLocked()); }

这里,lock方法将持有计数增加1,并锁定资源。类似地,unlock方法减少持有计数,如果持有计数为零,则解锁资源。当线程重新进入锁时,它必须请求相同次数的解锁以释放资源:

reentrantLock.lock(); reentrantLock.lock(); assertEquals(2, reentrantLock.getHoldCount()); assertEquals(true, reentrantLock.isLocked());  reentrantLock.unlock(); assertEquals(1, reentrantLock.getHoldCount()); assertEquals(true, reentrantLock.isLocked());  reentrantLock.unlock(); assertEquals(0, reentrantLock.getHoldCount()); assertEquals(false, reentrantLock.isLocked());

与Semaphore类类似,ReentrantLock类也支持 fairness 参数:

ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);

4. 二进制信号量与重入锁

4.1. 机制

二进制信号量是一种信令机制,而可重入锁是一种锁定机制。

4.2.所有权

没有线程是二进制信号量的所有者。但是,成功锁定资源的最后一个线程是可重入锁的所有者。

4.3. 本质

二进制信号量本质上是不可重入的,这意味着同一个线程不能重新获取关键部分,否则会导致死锁。另一方面,可重入锁本质上允许同一线程多次重入锁。

4.4. 灵活性

二进制信号量通过允许锁定机制和死锁恢复的自定义实现,提供了更高级别的同步机制。因此,它为开发人员提供了更多的控制。然而,可重入锁则是一种低级同步,具有固定的锁机制。

4.5. 可修改性

二进制信号量支持 wait 和  signal(在Java的Semaphore类中获取和释放)等操作,以允许任何进程修改可用的许可证。另一方面,只有锁定/解锁资源的同一线程才能修改可重入锁。

4.6. 死锁恢复

二进制信号量提供了一种非所有权释放机制。因此,任何线程都可以释放二进制信号量的死锁恢复许可。

相反,在重入锁的情况下很难实现死锁恢复。例如,如果可重入锁的所有者线程进入睡眠或无限等待状态,就不可能释放资源,从而导致死锁情况。

感谢各位的阅读,以上就是“Binary Semaphore和Reentrant Lock的区别有哪些”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对Binary Semaphore和Reentrant Lock的区别有哪些这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!

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