基于AQS自己实现一个同步器
前面说了这个多,我们可以自己尝试实现一个同步器,我们可以简单的参考一下ReentrantLock这个类的实现方式,我们就简单的实现一个不可重入的独占锁吧!
一.简单分析ReentrantLock的结构
下图所示,直接实现了Lock这个接口,然后定义了一个内部类继承AQS,暂时不考虑公平锁和非公平锁,前面说AQS的时候说过,留有tryAcquire,tryRelease这两个方法在具体子类中根据实际情况实现的,可想而知这个内部类主要的是实现tryAcquire,tryRelease;
我们看看Lock接口,这些方法就是我们需要实现的;主要是获取锁和释放锁,还有一个实现条件变量的方法;
这里注意一下,有的方法后面带有Interruptibly这种字样的,这个方法表示如果该线程假如在阻塞队列中挂起了,这时有另外一个线程去调用这个线程的中断方法,那么就会立即抛出异常;不带Interruptibly就是不会对中断进行响应!
我们如果看看ReentrantLock里面的lock,unlock等方法的实现,可以知道都是调用的Sync的方法,也就是AQS中的一些方法,所以在这里我们可以把Sync看做是一个工具类,我们主要是使用Lock接口的这些方法来实现我们锁的功能;
二.创建一个锁MyNonLock
我们只需要创建一个类实现Lock类,然后这个类中有一个内部类MySync继承AQS,然后在Lock的那些实现方法中调用MySync对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 { //创建一个具体的MySync来做具体的工作
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)); } //带了Interruptibly的方法表示对中断进行响应,就是当一个线程在阻塞队列中被挂起的时候,
//其他线程调用该线程的中断方法中断了该线程,该线程会抛出InterruptedException异常
@Override
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
mySync.acquireInterruptibly(1);
} @Override
public void unlock() {
mySync.release(1);
} //很方便的获取条件变量
@Override
public Condition newCondition() {
return mySync.newCondition();
} private static class MySync extends AbstractQueuedSynchronizer { // 锁是否已经被持有
protected boolean isHeldExclusively() {
return getState() == 1;
} // 如果state为0,就尝试获取锁,将state修改为1
public boolean tryAcquire(int acquires) {
assert acquires == 1;
if (compareAndSetState(0, 1)) {
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
return false;
} // 尝试释放锁,将state设置为0
protected boolean tryRelease(int releases) {
assert releases == 1;
if (getState() == 0) {
throw new IllegalMonitorStateException();
}
setExclusiveOwnerThread(null);
setState(0);
return true;
} //提供条件变量接口
Condition newCondition() {
return new ConditionObject();
}
} }
三.生产者消费者模式
我们还可以根据我们自己实现的锁MyNonLock实现一下生产者消费者模式,注意,这个锁是不可重入锁,不需要记录持有锁的线程获取锁的次数,而且state的值为0表示当前锁没有被占用,为1表示已经被占用了;
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 {
// 我们往这个队列中添加字符串
final static Queue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<String>();
// 创建我们自己的锁对象
final static MyNonLock lock = new MyNonLock();
// 当队列queue中字符串满了,其他的生产线程就丢到这个条件队列里面
final static Condition full = lock.newCondition();
// 当队列queue是空的,其余的消费线程就丢到这个条件队列里面
final static Condition empty = lock.newCondition();
// 队列queue中存字符串最多只能是3个
final static int queue_MAX_SIZE = 3; //往队列queue中压入字符串
public static void add() {
lock.lock();
try {
// 当队列满了,就将其他生产线程丢进full的条件队列中
while (queue.size() == queue_MAX_SIZE) {
full.await();
}
System.out.println("prd:" + "hello");
// 往队列queue中添加字符串
queue.add("hello");
// 生产成功,唤醒消费条件队列中的所有线程赶紧去消费
empty.signalAll();
} catch (Exception e) {
//
} finally {
lock.unlock();
}
} //从队列queue弹出字符串
public static void poll() {
lock.lock();
try {
// 当队列queue中一个字符串都没有,就将剩下的消费线程丢进enpty对应的队列中
while (queue.size() == 0) {
empty.await();
}
// 消费队列queue中的字符串
String poll = queue.poll();
System.out.println("consumer:" + poll);
// 消费成功,就唤醒full中所有的生产线程去生产字符串
full.signalAll();
} catch (Exception e) {
//
} finally {
lock.unlock();
}
} public static void main(String[] args) {
// 生产者线程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
new Thread(() -> {
add();
}).start();
} // 消费者线程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
new Thread(() -> {
poll();
}).start();
}
}
}
可以看到队列中最多只能是3个字符串,最后都能被消费完毕!
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