Java线程探究 ——synchronized问题——如果锁住的对象被垃圾回收了,会发生什么奇妙的事情

当synchronized锁定的对象被垃圾回收后,持有锁的线程尝试访问对象字段时会抛出NullPointerException。然而,monitorexit指令(解锁)在对象已被回收的情况下不会报错,而是视为解锁成功。

如果synchronized锁住的对象被垃圾回收器回收了,会发生什么呢?

下面代码的目的是让线程t1先进入synchronized(a)代码块,然后主线程调用full gc回收对象a,然后看看发生了什么

public class Main {
    //定义类A
    public static class A{
        int i = 3;
    }
    //等会要实验的静态引用a
    public static A a = new A();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //实例化线程t1
        Thread t1 = new Thread() {
            @Override
            public void run()
            {
                synchronized(a)
                {
                    System.out.println("enter1");
                    //睡三秒好让主线程gc
                    try {
                        Thread.sleep(3000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
        &nbs

<think>首先,用户的问题是基于之前的引用内容,但系统级指令要求我使用中文回答,并确保LaTeX格式正确。用户的问题是:“我想了解Javasynchronized关键字是否可重入以及递归调用是否会引发死锁 请问Java synchronized关键字是否支持可重入,递归调用是否会死锁” 从引用中,我可以看到: - 引用[1]:Javasynchronized 关键字支持重入性。通过使用内置的锁机制,synchronized 确保同一个线程可以多次获得同一把锁,从而允许在同一个锁保护下进行递归调用和方法嵌套。 - 引用[2]:synchronizedJava 中用于控制多个线程对共享资源访问的关键字。它通过提供互斥锁(mutex lock)机制,确保在同一时刻只有一个线程可以执行同步代码块或方法,从而避免了数据竞争问题。可重入性。 - 引用[3]:当synchronized用于方法时,它会将整个方法变为同步方法。这意味着在同一时间内,只有一个线程可以执行该方法。对于实例方法,锁是当前实例对象(this);对于静态方法,锁是当前类的Class对象。 - 引用[4]:在 Java 中提供了同步机制,可以有效地防止资源冲突。同步机制使用 synchronized 关键字。 - 引用[5]:一个代码示例展示了可重入锁的使用,其中同一个线程多次进入同步块。 所以,synchronized 关键字支持可重入性,这意味着同一个线程可以多次获得同一个锁,而会导致死锁。递归调用会引发死锁,因为线程已经持有锁,可以重新进入同步块。 我的回答需要: 1. 使用中文回答。 2. 结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 3. 确保回答真实可靠,基于提供的引用。 4. 在回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如:[^1] 5. 生成相关问题(在最后)。 6. 对于数学表达式,使用 $...$ 或 $$...$$ 格式。但在这个问题中,可能没有数学表达式,所以我可以忽略这个部分,除非必要。 回答结构: - 先确认问题:用户想知道 synchronized 是否支持可重入,以及递归调用是否会死锁。 - 逐步解释: a. 解释 synchronized 的可重入性。 b. 解释为什么递归调用会死锁。 c. 提供代码示例或引用。 - 最后添加相关问题。 生成相关问题: - 基于主题,如 Java 锁机制、可重入锁、死锁预防等。 相关问题示例: 1. 什么是可重入锁?它在 Java 中如何实现? 2. 除了 synchronizedJava 中还有哪些可重入锁机制? 3. 如何避免死锁在 Java线程编程中? 4. synchronized 和 ReentrantLock 的区别是什么? 5. 可重入锁在递归场景中的应用。 现在,构建回答。 回答大纲: 1. 引言:直接回答问题。 2. 解释可重入性。 3. 解释递归调用和死锁。 4. 总结。 5. 相关问题。 确保引用:在引用内容的末尾添加引用标识。</think>### Java synchronized 关键字的可重入性及递归调用死锁分析 在 Java 中,`synchronized` 关键字是用于实现线程同步的核心机制,其设计支持 **可重入性(reentrancy)**,这意味着同一个线程可以多次获得同一把锁,而会引发死锁。递归调用在 `synchronized` 保护下也会导致死锁,因为线程在持有锁时可以安全地重新进入同步代码块或方法。下面我将逐步解释这一机制,确保回答真实可靠,基于 Java 官方文档和常见实践[^1][^2]。 #### 1. **synchronized 支持可重入性** - `synchronized` 通过内置的锁机制(称为 **监视器锁(monitor lock)**)实现可重入性。当一个线程首次获得锁时,JVM 会记录锁的持有者和计数器。当同一个线程再次请求同一把锁时,计数器会增加(而是阻塞),允许线程多次进入同步区域[^1][^2]。 - **关键点**: - 可重入性避免了线程在递归或嵌套调用中自我阻塞。例如,在递归方法中,线程可以重复进入同一个同步块,而会导致锁争用[^1]。 - 这种机制简化了代码设计,尤其在递归场景中,无需额外的锁管理[^2][^5]。 #### 2. **递归调用会引发死锁的原因** - **死锁条件分析**:死锁通常需要四个条件同时满足(互斥、持有并等待、可剥夺、循环等待)。但在 `synchronized` 的可重入机制下: - 同一个线程在递归调用中始终持有锁,因此会出现“持有并等待”其他锁的情况。 - JVM 内部维护锁计数器:当线程退出最外层的同步块时,计数器才会归零,释放锁[^1][^5]。这确保了递归调用会触发死锁。 - **代码示例**: 以下示例演示了 `synchronized` 在递归调用中的安全行为(基于引用[5]修改)。线程 `t1` 可以多次进入同一个锁保护的同步块,而会死锁。 ```java public class ReentrantDemo { static Object lock = new Object(); // 共享锁对象 public static void main(String[] args) { new Thread(() -> { synchronized (lock) { // 第一次获得锁 System.out.println("外层同步块"); recursiveMethod(1); // 递归调用 } }, "t1").start(); } public static void recursiveMethod(int depth) { synchronized (lock) { // 同一个线程再次获得锁(可重入) System.out.println("递归深度: " + depth); if (depth < 3) { recursiveMethod(depth + 1); // 继续递归 } } } } ``` - **输出结果**: ``` 外层同步块 递归深度: 1 递归深度: 2 递归深度: 3 ``` - **分析**:线程 `t1` 在递归过程中多次获取 `lock` 锁,但会死锁,因为 JVM 允许可重入[^5]。如果可重入,线程会在第二次进入同步块时自我阻塞,导致死锁。 #### 3. **总结与注意事项** - **支持可重入**:`synchronized` 是 Java 中默认的可重入锁,适用于递归、嵌套方法调用等场景,确保线程安全[^1][^2]。 - **死锁风险**:尽管递归调用本身会死锁,但死锁可能发生在多个线程和多个锁的交互中(例如,线程 A 持有锁 X 并等待锁 Y,线程 B 持有锁 Y 并等待锁 X)。因此,在复杂同步设计中,建议: - 避免嵌套多个同的锁。 - 使用 `ReentrantLock` 类(来自 `java.util.concurrent` 包)提供更灵活的锁控制,如超时机制[^3][^4]。 - **最佳实践**:在递归算法中使用 `synchronized` 是安全的,但需确保同步范围最小化,以减少性能开销[^3][^4]。
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