[Java] Java 基于AQS实现自定义同步器的示例

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。
  

• 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));
 }
}

ConcurrentJava-main.zip

2021-9-11 23:03 上传

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原文链接：https://www.cnblogs.com/ruigege0000/p/14450174.html