二元信号量 vs 可重入锁

Question

我一直在尝试理解可重入锁和信号量( 可重入锁的嵌套与释放/解锁机制 )。

似乎使用信号量需要编写更经过充分测试的应用程序，因为 release() 方法不会检查释放许可的线程是否实际持有它。当我测试我的测试代码时，我发现这可能会随后增加许可证数量超出初始限制。另一方面，如果一个线程在调用 unlock 方法时没有持有可重入锁，则会出现 IllegalMonitorException。

所以说，有没有真正的理由拥有二进制信号量，因为二进制信号量能做的所有事情都可以通过 ReentrantLock 来完成。如果我们使用二进制信号量，我们将不得不检查整个方法调用堆栈，以查看是否已获取许可证之前( 如果有可能后续获取 - 如果释放不进行处理，可能会阻塞等等 )。此外，由于可重入锁还为每个对象提供一个锁，是否总是更好地选择可重入锁而不是二进制信号量呢？

我查看了这里的一篇帖子，它谈到了二进制信号量和互斥量之间的区别，但是在 Java 中是否有互斥量这样的东西呢？

谢谢， Chan.

附言 - 我在另一个论坛（http://www.coderanch.com/t/615796/threads/java/reason-prefer-binary-Semaphore-Reentrant）发布了这个问题，但还没有收到回复。我想也在这里发布一下，看看能得到什么。

- Chan

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http://stackoverflow.com/questions/12641933/difference-between-semaphore-and-condition-reentrantlock 可能会有所帮助。 - user2579943

该行为是按设计的，而且有充分记录：“释放许可的线程不一定要通过调用 acquire() 来获取该许可。在应用程序中，通过编程约定来确立信号量的正确使用方式。”当使用 ReentrantLocks 时，必须确保在 finally 块中正确释放锁。这也没有强制执行，但同样有充分的记录。 - assylias

参见：https://dev59.com/iGsz5IYBdhLWcg3w8Mmr - assylias

Answer 1

从技术上讲，二进制信号量没有任何真正的理由存在，因为 ReentrantLock 可以实现二进制信号量的所有功能。

如果你只需要可重入互斥，那么使用 ReentrantLock 要比二进制信号量更好。但如果需要非拥有者释放语义，则只能选择信号量。

另外，由于可重入锁也为每个对象提供了一个锁，所以是否总是最好使用可重入锁而不是二进制信号量？

这取决于具体需求。如前所述，如果只需要简单的互斥，则不要选择信号量。如果多个线程（但数量有限）可以进入关键部分，可以通过线程封闭或信号量来实现。

我在这里查看了一篇介绍二进制信号量和互斥锁区别的帖子，但 Java 中是否有类似于互斥锁的东西呢？

ReentrantLock 和 synchronized 都是 Java 中互斥锁的例子。

- John Vint

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谢谢，约翰。你的回复很快也很有帮助。 - Chan

Answer 2

由于John已经对可重入锁做了很好的解释，这里将不再赘述。在Java中，互斥锁的一个例子是Synchronized关键字。

然而，如果出于任何原因，您想要更好地控制锁定机制，Semaphore就会变得非常方便。这意味着，您的代码将需要负责谁调用了acquire()和谁调用了release()，因为Semaphore本质上是盲目的，只关心许可证是否可用。

另一种使用Java实现自己的互斥锁的方法是LockSupport。它类似于Semaphore，但在允许许可证时具有超时，使用park()函数，并且仅支持一个许可证，而不像Semaphore支持多个许可证。

- Ashley

Answer 3

Semaphore（信号量）和可重入锁之间存在一些小差异。

• Semaphore（信号量）可以被另一个线程释放。Semaphore的Javadoc指出，这种行为在某些特殊情况下（如死锁恢复）可能是有用的，因此它应该只在真正需要的特殊情况下使用。
• 此外，二进制信号量不可重入。您无法在同一线程中第二次获取二进制信号量。这将导致死锁（自我阻塞线程！），您可能需要一些已经提到的死锁恢复机制。

- Ramesh Papaganti