Java 基於AQS實現一個同步器
前面說了這個多,我們可以自己嘗試實現一個同步器,我們可以簡單的參考一下ReentrantLock這個類的實現方式,我們就簡單的實現一個不可重入的獨佔鎖吧!
一.簡單分析ReentrantLock的結構
下圖所示,直接實現了Lock這個介面,然後定義了一個內部類繼承AQS,暫時不考慮公平鎖和非公平鎖,前面說AQS的時候說過,留有tryAcquire,tryRelease這兩個方法在具體子類中根據實際情況實現的,可想而知這個內部類主要的是實現tryAcquire,tryRelease;
我們看看Lock介面,這些方法就是我們需要實現的;主要是獲取鎖和釋放鎖,還有一個實現條件變數的方法;
這裡注意一下,有的方法後面帶有Interruptibly這種字樣的,這個方法表示如果該執行緒假如在阻塞佇列中掛起了,這時有另外一個執行緒去呼叫這個執行緒的中斷方法,那麼就會立即丟擲異常;不帶Interruptibly就是不會對中斷進行響應!
我們如果看看ReentrantLock裡面的lock,unlock等方法的實現,可以知道都是呼叫的Sync的方法,也就是AQS中的一些方法,所以在這裡我們可以把Sync看做是一個工具類,我們主要是使用Lock介面的這些方法來實現我們鎖的功能;
二.建立一個鎖MyNonLock
我們只需要建立一個類實現Lock類,然後這個類中有一個內部類MySync繼承AQS,然後在Lock的那些實現方法中呼叫MySync物件的某些方法就行了;
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 { //建立一個具體的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的方法表示對中斷進行響應,就是當一個執行緒在阻塞佇列中被掛起的時候, //其他執行緒呼叫該執行緒的中斷方法中斷了該執行緒,該執行緒會丟擲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數 @Override public Condition newCondition() { return mySync.newCondition(); } private static class MySync extends AbstractQueuedSynchronizer { // 鎖是否已經被持有 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設定為0 protected boolean tryRelease(int releases) { assert releases == 1; if (getState() == 0) { throw new IllegalMonitorStateException(); } setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); return true; } //提供條件變數介面 Condition newCondition() { return new ConditionObject(); } } }
三.生產者消費者模式
我們還可以根據我們自己實現的鎖MyNonLock實現一下生產者消費者模式,注意,這個鎖是不可重入鎖,不需要記錄持有鎖的執行緒獲取鎖的次數,而且state的值為0表示當前鎖沒有被佔用,為1表示已經被佔用了;
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 { // 我們往這個佇列中新增字串 final static Queue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<String>(); // 建立我們自己的鎖物件 final static MyNonLock lock = new MyNonLock(); // 當佇列queue中字串滿了,其他的生產執行緒就丟到這個條件佇列裡面 final static Condition full = lock.newCondition(); // 當佇列queue是空的,其餘的消費執行緒就丟到這個條件佇列裡面 final static Condition empty = lock.newCondition(); // 佇列queue中存字串最多隻能是3個 final static int queue_MAX_SIZE = 3; //往佇列queue中壓入字串 public static void add() { lock.lock(); try { // 當佇列滿了,就將其他生產執行緒丟進full的條件佇列中 while (queue.size() == queue_MAX_SIZE) { full.await(); } System.out.println("prd:" + "hello"); // 往佇列queue中新增字串 queue.add("hello"); // 生產成功,喚醒消費條件佇列中的所有執行緒趕緊去消費 empty.signalAll(); } catch (Exception e) { // } finally { lock.unlock(); } } //從佇列queue彈出字串 public static void poll() { lock.lock(); try { // 當佇列queue中一個字串都沒有,就將剩下的消費執行緒丟進enpty對應的佇列中 while (queue.size() == 0) { empty.await(); } // 消費佇列queue中的字串 String poll = queue.poll(); System.out.println("consumer:" + poll); // 消費成功,就喚醒full中所有的生產執行緒去生產字串 full.signalAll(); } catch (Exception e) { // } finally { lock.unlock(); } } public static void main(String[] args) { // 生產者執行緒 for (int i = 0; i < 5; i++) { new Thread(() -> { add(); }).start(); } // 消費者執行緒 for (int i = 0; i < 5; i++) { new Thread(() -> { poll(); }).start(); } } }
可以看到佇列中最多隻能是3個字串,最後都能被消費完畢!
以上就是基於AQS實現一個同步器的詳細內容,更多關於AQS實現同步器的資料請關注我們其它相關文章!