面试题：Java ThreadPoolExecutor中重入锁对资源竞争与线程安全的优化

运用重入锁优化资源竞争提高线程安全性的方法

引入重入锁：在Python中，可以使用threading.RLock来创建重入锁。在需要访问数据库连接资源的代码块前后，分别使用锁的acquire和release方法。

import threading
import concurrent.futures
import sqlite3

# 创建重入锁
lock = threading.RLock()

def update_database():
    try:
        # 获取锁
        lock.acquire()
        conn = sqlite3.connect('example.db')
        cursor = conn.cursor()
        cursor.execute('UPDATE some_table SET some_column = some_value WHERE some_condition')
        conn.commit()
        conn.close()
    finally:
        # 释放锁
        lock.release()


with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor() as executor:
    for _ in range(10):
        executor.submit(update_database)

原理：重入锁可以确保同一时间只有一个线程能够进入被锁保护的代码块，从而避免多个线程同时访问和修改数据库连接资源，防止数据不一致等线程安全问题。由于是重入锁，同一个线程可以多次获取锁而不会造成死锁，在每次获取锁后需要相应地释放锁。

高负载情况下这种方案的优缺点

优点

简单有效：实现相对简单，通过在关键代码块前后添加锁的获取和释放操作，就能有效避免资源竞争，确保线程安全。
通用性强：适用于大多数需要保护共享资源的场景，不依赖于特定的数据库特性或高级并发库。

缺点

性能瓶颈：在高负载情况下，大量线程可能会因为等待锁而处于阻塞状态，导致线程上下文切换频繁，降低系统整体性能。例如，若有大量线程频繁请求数据库操作，都在等待锁，会造成CPU资源浪费在上下文切换上。
可扩展性差：随着并发量的增加，锁竞争会愈发激烈，系统的可扩展性受到限制。因为同一时间只有一个线程能获取锁进行数据库操作，无法充分利用多核CPU的优势。
死锁风险：虽然重入锁降低了同一线程多次获取锁导致死锁的风险，但如果在复杂的业务逻辑中，锁的使用顺序不当，仍然可能出现死锁情况。比如，线程A获取锁L1后又尝试获取锁L2，而线程B获取锁L2后又尝试获取锁L1，就可能造成死锁。

面试题：Java ThreadPoolExecutor中重入锁对资源竞争与线程安全的优化

知识考点

面试题答案

运用重入锁优化资源竞争提高线程安全性的方法

高负载情况下这种方案的优缺点

优点

缺点