java简单独占锁

AQS(AbstractQueuedSynchronizer 抽象队列同步器)是java并发包里一个很好玩的抽象类,是Doug Lea为我们封装好的用于实现各种灵活的锁的利器。

有如下示例代码:

package test;

/**
 * 测试自定义锁
 */
public class TestMyLock {

    /**
     * 多线程共享资源
     */
    private static int num = 100;

    /**
     * synchronized锁对象
     */
    private static final Object obj = new Object();

    public static void main(String[] args) {

        //10个线程同时消耗共享资源,很明显会有线程安全问题,会重复打印部分数字
        for (int i = 0 ; i < 10;i++) {
            new Thread(() -> {
//                lock.lock();
                while (num > 0) {
                    //解决方式1 synchronized同步代码块
                    //synchronized (obj) {
                    //    System.out.println("当前num值为:" + --num);
                    //}
                    try {
                        System.out.println("当前num值为:" + --num);
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        System.out.println("程序异常");
//                        lock.unlock();
                    }
                }
//                lock.unlock();
            }).start();
        }
    }
}

代码运行结果:

当前num值为:99
当前num值为:98
当前num值为:97
当前num值为:96
当前num值为:95
当前num值为:94
当前num值为:93
当前num值为:92
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当前num值为:63
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当前num值为:59
当前num值为:57
当前num值为:56
当前num值为:55
当前num值为:55
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当前num值为:53
当前num值为:53
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当前num值为:50
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当前num值为:45
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当前num值为:43
当前num值为:42
当前num值为:41
当前num值为:40
当前num值为:39
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当前num值为:36
当前num值为:35
当前num值为:34
当前num值为:33
当前num值为:34
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当前num值为:31
当前num值为:30
当前num值为:30
当前num值为:30
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当前num值为:12
当前num值为:11
当前num值为:10
当前num值为:9
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当前num值为:6
当前num值为:7
当前num值为:5
当前num值为:3
当前num值为:4
当前num值为:2
当前num值为:1
当前num值为:0
当前num值为:0

Process finished with exit code 0

明显存在线程安全问题,会重复消耗资源,重复打印部分数字。

解决这个问题也相当简单,可以使用synchronized同步代码块,但是这里我想采用一种新的方式,借助AQS实现独占锁,独占锁代码如下:

package concurrent.lock;

import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;

/**
 * 简易独占锁
 */
public class MyLock extends AbstractQueuedSynchronizer {

    /**
     * 加锁方法
     */
    public void lock() {
        //注意这里调用的是抽象类里的acquire方法,而不是重写的tryAcquire方法
        acquire(1);
    }

    /**
     * 需要重写抽象类的这个方法,因为抽象类里没有具体实现
     * 这个方法主要是加锁逻辑,可以在这里实现一些复杂的加锁逻辑
     * 我这里只是实现简单的独占锁,所以逻辑比较简单
     */
    @Override
    protected boolean tryAcquire(int arg) {
        if (getState() == 0 && compareAndSetState(0, 1)) {
            setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
            return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 解锁方法
     */
    public void unlock() {
        //注意这里调用的是抽象类里的release方法,而不是重写的tryRelease方法
        release(1);
    }

    /**
     * 需要重写抽象类的这个方法,因为抽象类里没有具体实现
     * 这个方法主要是解锁逻辑,需要对加上的锁一个个解开
     */
    @Override
    protected boolean tryRelease(int arg) {
        if (getState() == 0) throw new IllegalMonitorStateException();
        setExclusiveOwnerThread(null);
        setState(0);
        return true;
    }
}

重写测试代码:

package test;

import concurrent.lock.MyLock;

/**
 * 测试自定义锁
 */
public class TestMyLock {

    /**
     * 多线程共享资源
     */
    private static int num = 100;

    /**
     * synchronized锁对象
     */
    private static final Object obj = new Object();

    private static final MyLock lock = new MyLock();

    public static void main(String[] args) {

        //10个线程同时消耗共享资源,很明显会有线程安全问题,会重复打印部分数字
        for (int i = 0 ; i < 10;i++) {
            new Thread(() -> {
                lock.lock();
                while (num > 0) {
                    //解决方式1 synchronized同步代码块
                    //synchronized (obj) {
                    //    System.out.println("当前num值为:" + --num);
                    //}
                    try {
                        System.out.println("当前num值为:" + --num);
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        System.out.println("程序异常");
                        lock.unlock();
                    }
                }
                lock.unlock();
            }).start();
        }
    }
}

再运行:

当前num值为:99
当前num值为:98
当前num值为:97
当前num值为:96
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当前num值为:93
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当前num值为:2
当前num值为:1
当前num值为:0

Process finished with exit code 0

不会再重复消耗资源,产生重复数字。

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