Java 基于AQS实现自定义同步器的示例

一、AQS-条件变量的支持

在如下代码中,当另外一个线程调用条件变量的signal方法的时候(必须先调用锁的lock方法获取锁),在内部会把条件队列里面队头的一个线程节点从条件队列里面移除并且放入AQS的阻塞队列里面,然后激活这个线程。

public final void signal() {
 if(!isHeldExclusively()) {
  throw IllegalMonitorException();
 }
 Node first = firstWaiter;
 if(first != null){
  // 将条件队列头元素移动到AQS队列
  doSignal(first);
 }
}
  • 需要注意的是,AQS提供了ConditionObject的实现,并没有提供newCondition函数,该函数用来new一个ConditionObject对象,需要由AQS的子类来提供newConditon函数
  • 下面来看当一个线程调用条件变量的await()方法而被阻塞后,如何将其放入条件队列
private Node addConditionWaiter() {
 Node t = lastWaiter;
 ...
 // (1)
 Node node = new Node(Thread.currentThread(),Node.CONDITION);
 // (2)
 if(t == null){
  firstWaiter = node;
 }else {
  t.nextWaiter = node; // (3)
 }
 lastWaiter = node; // (4)
 return node;
}
  • 代码(1)首先根据根据当前线程创建了一个类型为Node.CONDITION的节点,然后通过代码(2),(3),(4)在单向队列尾部插入一个元素
  • 注意:当多个线程同时调用lock.lock()方法获取锁时,只有一个线程获取到了锁,其他线程会被转换为Node节点插入到lock锁对应的AQS阻塞里面,并且做自旋CAS尝试获取锁
  • 如果获取到了锁的线程又调用对应条件变量的await()方法,则该线程会释放获取到的锁,并被转化为Node节点插入到条件变量对应的条件队列里面
  • 这时候因为调用lock.lock()方法被阻塞到AQS队列里面的一个线程会获取到被释放的锁,如果该线程也调用了条件变量的await()方法则该线程也会被放入条件变量的条件队列里面
  • 当另外一个线程调用条件变量的signal()或者signalAll()方法的时候,会把条件队列里面的一个或者全部Node节点移动到AQS的阻塞队列里面,等待时机获取锁。
  • 最后使用一个图总结:一个锁对应一个AQS阻塞队列,对应多个条件变量,每个条件变量有自己的一个条件队列。

二、基于AQS实现自定义同步器

  • 基于AQS实现一个不可重入的锁,自定义AQS需要重写一系列的函数,还需要定义原子变量state的含义,在这里我们定义state为0表示目前锁没有被线程持有,state为1表示所已经被某一个线程持有,由于是不可重入锁,所以不需要记录持有锁的线程获取锁的次数,另外,我们自定义的锁支持条件变量。
  • 下面来看一下代码实现
package com.ruigege.LockSourceAnalysis6;

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

public class NonReentrantLockME implements Lock,java.io.Serializable{
 // 内部帮助类
 private static class Sync extends AbstractQueueSynchronizer {
  // 是否锁已经被持有
  protected boolean isHeldExclusively() {
   return getState() == 1;
  }
  
  // 如果state为0,则尝试获取锁
  public boolean tryAcquire(int acquires) {
   assert acquires == 1;
   if(compareAndSetState(0,1)) {
    setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
    return true;
   }
   return false;
  }
  
  // 尝试释放锁,设置state为0
  protected boolean tryRelease(int release) {
   assert releases == 1;
   if(getState() == 0) {
    throw new IllegalMonitorStateException();
   }
   setExclusiveOwnerThread(null);
   setState(0);
   return true;
  }
  
  // 提供条件变量接口
  Condition newConditon() {
   return new ConditionObject();
  }
 }
 
 // 创建一个Sync来做具体的工作
 private final Sync sync = new Sync();
 
 public void lock() {
  sync.acquire(1);
 }
 
 public boolean tryLock() {
  return sync.tryAcquire(1);
 }
 
 public void unlock() {
  sync.release(1);
  
 }
 public Condition newCondition() {
  return sync.newConditon();
 }
 
 public boolean isLocked() {
  return sync.isHeldExclusively();
 }
 
 public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
  sync.acquireInterruptibly(1);
 }

 public boolean tryLock(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException {
  return sync.tryAcquireNanos(1,unit.toNanos(timeout));
 }
}

如上面的代码,NonReentrantLock定义了一个内部类Sync用来实现具体的锁的操作,Sync则继承了AQS ,由于我们实现的独占模式的锁,所以Sync重写了tryAcquire\tryRelease和isHeldExclusively3个方法,另外Sync提供了newCondition这个方法用来支持条件变量。

三、源码:

所在包:com.ruigege.ConcurrentListSouceCodeAnalysis5

https://github.com/ruigege66/ConcurrentJava

以上就是Java 基于AQS实现自定义同步器的示例的详细内容,更多关于Java 基于AQS实现自定义同步器的资料请关注我们其它相关文章!

(0)

相关推荐

  • Java并发 结合源码分析AQS原理

    前言: 如果说J.U.C包下的核心是什么?那我想答案只有一个就是AQS.那么AQS是什么呢?接下来让我们一起揭开AQS的神秘面纱 AQS是什么? AQS是AbstractQueuedSynchronizer的简称.为什么说它是核心呢?是因为它提供了一个基于FIFO的队列和state变量来构建锁和其他同步装置的基础框架.下面是其底层的数据结构. AQS的特点 1.其内使用Node实现FIFO(FirstInFirstOut)队列.可用于构建锁或者其他同步装置的基础框架 2.且利用了一个int类表示

  • 浅谈Java并发 J.U.C之AQS:CLH同步队列

    CLH同步队列是一个FIFO双向队列,AQS依赖它来完成同步状态的管理,当前线程如果获取同步状态失败时,AQS则会将当前线程已经等待状态等信息构造成一个节点(Node)并将其加入到CLH同步队列,同时会阻塞当前线程,当同步状态释放时,会把首节点唤醒(公平锁),使其再次尝试获取同步状态. 在CLH同步队列中,一个节点表示一个线程,它保存着线程的引用(thread).状态(waitStatus).前驱节点(prev).后继节点(next),其定义如下: static final class Node

  • Java 基于AQS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Lo

  • Java 基于AQS实现自定义同步器的示例

    一.AQS-条件变量的支持 在如下代码中,当另外一个线程调用条件变量的signal方法的时候(必须先调用锁的lock方法获取锁),在内部会把条件队列里面队头的一个线程节点从条件队列里面移除并且放入AQS的阻塞队列里面,然后激活这个线程. public final void signal() {  if(!isHeldExclusively()) {   throw IllegalMonitorException();  }  Node first = firstWaiter;  if(first

  • Java基于IDEA实现http编程的示例代码

    http开发前言之为什么要有应用层 我们已经学过TCP/IP , 已经知道目前数据能从客户端进程经过路径选择跨网络传送到服务器端进程 [ IP+Port ],可是,仅仅把数据从A点传送到B点就完了吗?这就好比,在淘宝上买了一部手机,卖家[ 客户端 ]把手机通过顺丰[ 传送+路径选择 ] 送到买家 [ 服务器 ] 手里就完了吗?当然不是,买家还要使用这款产品,还要在使用之后,给卖家打分评论.所以,我们把数据从A端传送到B端, TCP/IP 解决的是顺丰的功能,而两端还要对数据进行加工处理或者使用,

  • Java利用AQS实现自定义锁

    目录 什么是AQS AQS原理 利用AQS实现自定义锁 一:首先创建一个类实现Lock接口,它有6个方法需要实现 二:创建一个内部类,继承AbstractQueuedSynchronizer 三:我需要自定义一个独占锁,不可重入,具有变量条件的锁 什么是AQS AQS(AbstractQueuedSynchronizer),中文名抽象队列同步器 AQS定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架,主要用来自定义锁和同步器 AQS原理 AQS 核心思想: 如果被请求的共享资源空闲,则将当前请求资源的线

  • java基于mongodb实现分布式锁的示例代码

    目录 原理 实现 使用 原理 通过线程安全findAndModify 实现锁 实现 定义锁存储对象: /** * mongodb 分布式锁 */ @Data @NoArgsConstructor @AllArgsConstructor @Document(collection = "distributed-lock-doc") public class LockDocument { @Id private String id; private long expireAt; privat

  • Java基于JNDI 实现读写分离的示例代码

    目录 一.JNDI数据源配置 二.JNDI数据源使用 三.web.xml配置 四.spring-servlet.xml配置 五.spring-db.xml配置 六.log4j.properties配置 七.相关路由数据源切换逻辑代码 八.搭建过程中遇到的问题和解决方案 一.JNDI数据源配置 在Tomcat的conf目录下,context.xml在其中标签中添加如下JNDI配置: <Resource name="dataSourceMaster" factory="or

  • Java基于LoadingCache实现本地缓存的示例代码

    目录 一. 添加 maven 依赖 二.CacheBuilder 方法说明 三.创建 CacheLoader 四.工具类 五.guava Cache数据移除 一. 添加 maven 依赖 <dependency> <groupId>com.google.guava</groupId> <artifactId>guava</artifactId> <version>27.1-jre</version> </depend

  • Java基于jdbc连接mysql数据库操作示例

    本文实例讲述了Java基于jdbc连接mysql数据库操作.分享给大家供大家参考,具体如下: import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; import java.sql.ResultSet; import java.sql.SQLException; import java.sql.Statement; public class MySQLDemo { private Connection conn = null; pri

  • java基于socket传输zip文件功能示例

    本文实例讲述了java基于socket传输zip文件的方法.分享给大家供大家参考,具体如下: 服务器端程序: import java.io.*; import java.net.*; import java.io.BufferedInputStream; public class SocketServer { ServerSocket ss=null; Socket s=null; DataInputStream inStream=null; DataOutputStream outStream

  • Java基于递归解决全排列问题算法示例

    本文实例讲述了Java基于递归解决全排列问题算法.分享给大家供大家参考,具体如下: 排列问题 设R={r1,r2,...,rn}是要进行排列的n个元素,Ri=R-{ri}.集合x中元素的全排列记为Perm(X).(ri)Perm(X)表示在全排列Perm(X)的每一个排列前加上前缀ri得到的排列.R的全排列可归纳如下: 当n=1时,Perm(R)=(r),其中r是集合中唯一的元素: 当n>1时,Perm(R)由(r1)Perm(R1),(r2)Perm(R2),(r3)Perm(R3)....(

随机推荐