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Java 基于AQS實(shí)現(xiàn)一個(gè)同步器

 更新時(shí)間:2020年09月14日 11:31:46   作者:Java小新人  
這篇文章主要介紹了如何基于AQS實(shí)現(xiàn)一個(gè)同步器,幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)Java并發(fā),感興趣的朋友可以了解下

  前面說了這個(gè)多,我們可以自己嘗試實(shí)現(xiàn)一個(gè)同步器,我們可以簡(jiǎn)單的參考一下ReentrantLock這個(gè)類的實(shí)現(xiàn)方式,我們就簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)一個(gè)不可重入的獨(dú)占鎖吧!

一.簡(jiǎn)單分析ReentrantLock的結(jié)構(gòu)

  下圖所示,直接實(shí)現(xiàn)了Lock這個(gè)接口,然后定義了一個(gè)內(nèi)部類繼承AQS,暫時(shí)不考慮公平鎖和非公平鎖,前面說AQS的時(shí)候說過,留有tryAcquire,tryRelease這兩個(gè)方法在具體子類中根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)的,可想而知這個(gè)內(nèi)部類主要的是實(shí)現(xiàn)tryAcquire,tryRelease;

  我們看看Lock接口,這些方法就是我們需要實(shí)現(xiàn)的;主要是獲取鎖和釋放鎖,還有一個(gè)實(shí)現(xiàn)條件變量的方法;

  這里注意一下,有的方法后面帶有Interruptibly這種字樣的,這個(gè)方法表示如果該線程假如在阻塞隊(duì)列中掛起了,這時(shí)有另外一個(gè)線程去調(diào)用這個(gè)線程的中斷方法,那么就會(huì)立即拋出異常;不帶Interruptibly就是不會(huì)對(duì)中斷進(jìn)行響應(yīng)!

  我們?nèi)绻纯碦eentrantLock里面的lock,unlock等方法的實(shí)現(xiàn),可以知道都是調(diào)用的Sync的方法,也就是AQS中的一些方法,所以在這里我們可以把Sync看做是一個(gè)工具類,我們主要是使用Lock接口的這些方法來實(shí)現(xiàn)我們鎖的功能;

二.創(chuàng)建一個(gè)鎖MyNonLock

  我們只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類實(shí)現(xiàn)Lock類,然后這個(gè)類中有一個(gè)內(nèi)部類MySync繼承AQS,然后在Lock的那些實(shí)現(xiàn)方法中調(diào)用MySync對(duì)象的某些方法就行了;

package com.example.demo.Lock;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;

public class MyNonLock implements Lock, java.io.Serializable {
 
 //創(chuàng)建一個(gè)具體的MySync來做具體的工作
 private final MySync mySync = new MySync();

 @Override
 public void lock() {
 mySync.acquire(1);
 }

 @Override
 public boolean tryLock() {
 return mySync.tryAcquire(1);
 }
 
 @Override
 public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
 return mySync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(time));
 
 }
 
 //帶了Interruptibly的方法表示對(duì)中斷進(jìn)行響應(yīng),就是當(dāng)一個(gè)線程在阻塞隊(duì)列中被掛起的時(shí)候,
 //其他線程調(diào)用該線程的中斷方法中斷了該線程,該線程會(huì)拋出InterruptedException異常
 @Override
 public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
  mySync.acquireInterruptibly(1);
 }

 @Override
 public void unlock() {
 mySync.release(1);
 }

 //很方便的獲取條件變量
 @Override
 public Condition newCondition() {
 return mySync.newCondition();
 }
 
 

 private static class MySync extends AbstractQueuedSynchronizer {

 // 鎖是否已經(jīng)被持有
 protected boolean isHeldExclusively() {
  return getState() == 1;
 }

 // 如果state為0,就嘗試獲取鎖,將state修改為1
 public boolean tryAcquire(int acquires) {
  assert acquires == 1;
  if (compareAndSetState(0, 1)) {
  setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
  return true;
  }
  return false;
 }

 // 嘗試釋放鎖,將state設(shè)置為0
 protected boolean tryRelease(int releases) {
  assert releases == 1;
  if (getState() == 0) {
  throw new IllegalMonitorStateException();
  }
  setExclusiveOwnerThread(null);
  setState(0);
  return true;
 }

 //提供條件變量接口
 Condition newCondition() {
  return new ConditionObject();
 }
 }

}

三.生產(chǎn)者消費(fèi)者模式

  我們還可以根據(jù)我們自己實(shí)現(xiàn)的鎖MyNonLock實(shí)現(xiàn)一下生產(chǎn)者消費(fèi)者模式,注意,這個(gè)鎖是不可重入鎖,不需要記錄持有鎖的線程獲取鎖的次數(shù),而且state的值為0表示當(dāng)前鎖沒有被占用,為1表示已經(jīng)被占用了;

package com.example.demo.study;

import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.locks.Condition;

import com.example.demo.Lock.MyNonLock;

public class Study0202 {
 // 我們往這個(gè)隊(duì)列中添加字符串
 final static Queue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<String>();
 // 創(chuàng)建我們自己的鎖對(duì)象
 final static MyNonLock lock = new MyNonLock();
 // 當(dāng)隊(duì)列queue中字符串滿了,其他的生產(chǎn)線程就丟到這個(gè)條件隊(duì)列里面
 final static Condition full = lock.newCondition();
 // 當(dāng)隊(duì)列queue是空的,其余的消費(fèi)線程就丟到這個(gè)條件隊(duì)列里面
 final static Condition empty = lock.newCondition();
 // 隊(duì)列queue中存字符串最多只能是3個(gè)
 final static int queue_MAX_SIZE = 3;

 //往隊(duì)列queue中壓入字符串
 public static void add() {
 lock.lock();
 try {
  // 當(dāng)隊(duì)列滿了,就將其他生產(chǎn)線程丟進(jìn)full的條件隊(duì)列中
  while (queue.size() == queue_MAX_SIZE) {
  full.await();
  }
  System.out.println("prd:" + "hello");
  // 往隊(duì)列queue中添加字符串
  queue.add("hello");
  // 生產(chǎn)成功,喚醒消費(fèi)條件隊(duì)列中的所有線程趕緊去消費(fèi)
  empty.signalAll();
 } catch (Exception e) {
  //
 } finally {
  lock.unlock();
 }
 }

 //從隊(duì)列queue彈出字符串
 public static void poll() {
 lock.lock();
 try {
  // 當(dāng)隊(duì)列queue中一個(gè)字符串都沒有,就將剩下的消費(fèi)線程丟進(jìn)enpty對(duì)應(yīng)的隊(duì)列中
  while (queue.size() == 0) {
  empty.await();
  }
  // 消費(fèi)隊(duì)列queue中的字符串
  String poll = queue.poll();
  System.out.println("consumer:" + poll);
  // 消費(fèi)成功,就喚醒full中所有的生產(chǎn)線程去生產(chǎn)字符串
  full.signalAll();
 } catch (Exception e) {
  //
 } finally {
  lock.unlock();
 }
 }

 public static void main(String[] args) {
 // 生產(chǎn)者線程
 for (int i = 0; i < 5; i++) {
  new Thread(() -> {
  add();
  }).start();
 }

 // 消費(fèi)者線程
 for (int i = 0; i < 5; i++) {
  new Thread(() -> {
  poll();
  }).start();
 }
 }
}

可以看到隊(duì)列中最多只能是3個(gè)字符串,最后都能被消費(fèi)完畢!

以上就是基于AQS實(shí)現(xiàn)一個(gè)同步器的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于AQS實(shí)現(xiàn)同步器的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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