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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;

Java 基於AQS實現一個同步器

  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!

Java 基於AQS實現一個同步器

  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;

Java 基於AQS實現一個同步器

Java 基於AQS實現一個同步器

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();
 }
 }
}

Java 基於AQS實現一個同步器

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!