一个可重入Lock的实现

本文深入探讨了自定义实现Lock接口的方法,通过一个具体的MyLock类示例,详细讲解了如何使用synchronized关键字和wait/notify机制来控制线程同步,确保资源的正确访问。
好好想想:::

public class MyLock implements Lock{

    private boolean isLocked = false;

    private Thread lockBy = null;
    private int lockCount = 0;

    @Override
    public synchronized void lock() {
       Thread currentThread  = Thread.currentThread();
        while(isLocked &&  currentThread != lockBy)
            try{
                wait();
            }catch(InterruptedException e){
               e.printStackTrace();
            }
        isLocked = true;
        lockBy =  Thread.currentThread();
        lockCount ++;
    }

    @Override
    public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {

    }

    @Override
    public boolean tryLock() {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
        return false;
    }

    @Override
    public synchronized void unlock() {
        if(lockBy == Thread.currentThread()){
            lockCount --;
            if(lockCount == 0){
                notify();
                isLocked = false;

            }
        }


    }

    @Override
    public Condition newCondition() {
        return null;
    }
}
public class Demo9 {
    MyLock lock = new MyLock();
    public void a(){
        lock.lock();
        System.out.println("a");
        b();
        lock.unlock();
    }
    public void b(){
        lock.lock();
        System.out.println("b");
        lock.unlock();
    }

    public  static void main(String[] args){
        Demo9 demo9 = new Demo9();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                demo9.a();
            }
        }).start();
    }

}

 

### 可重入锁(Reentrant Lock)的原理与代码示例 可重入锁是一种允许同一个线程多次获取同一把锁的机制。这种锁机制避免了线程因多次获取锁而导致死锁的问题,同时也简化了多线程编程中的同步逻辑。Java中的`ReentrantLock`是基于AQS(AbstractQueuedSynchronizer)实现的[^3],它不仅支持重入特性,还提供了比内置的`synchronized`关键字更多的灵活性和功能。 #### 可重入锁的原理 可重入锁的核心在于其内部维护了一个计数器,用于记录锁被当前线程持有的次数。每当线程尝试获取锁时,如果该锁已经被当前线程持有,则计数器加一;当线程释放锁时,计数器减一。只有当计数器归零时,锁才会被完全释放,其他线程才能获取该锁。 在Java中,`ReentrantLock`通过继承`AbstractQueuedSynchronizer`类来实现这一机制。具体来说,`ReentrantLock`内部定义了两种模式:公平锁和非公平锁。公平锁会按照线程请求锁的顺序分配锁资源,而非公平锁则允许插队,以提高吞吐量。 #### 代码示例 下面将展示几个使用`ReentrantLock`的具体场景,包括递归调用保护、复杂调用链保护以及跨方法协作。 ##### 递归调用保护 ```java import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class RecursiveExample { private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public void recursiveMethod(int n) { lock.lock(); try { if (n <= 0) return; System.out.println("Level " + n); recursiveMethod(n - 1); // 安全递归 } finally { lock.unlock(); } } public static void main(String[] args) { RecursiveExample example = new RecursiveExample(); example.recursiveMethod(5); } } ``` 在这个例子中,`recursiveMethod`方法通过递归调用自身来处理问题。由于使用了`ReentrantLock`,即使同一个线程多次进入该方法,也不会发生死锁现象。 ##### 复杂调用链保护 ```java import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; class TransactionManager { private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); void beginTransaction() { lock.lock(); try { // 启动事务... System.out.println("Transaction started."); } finally { // lock.unlock(); // 移动到commit或rollback中 } } void commit() { try { // 提交操作... System.out.println("Transaction committed."); } finally { lock.unlock(); } } void rollback() { try { // 回滚操作... System.out.println("Transaction rolled back."); } finally { if (lock.isHeldByCurrentThread()) { lock.unlock(); } } } public static void main(String[] args) { TransactionManager manager = new TransactionManager(); manager.beginTransaction(); manager.commit(); // 或者 manager.rollback(); } } ``` 此示例展示了如何在一个复杂的调用链中使用`ReentrantLock`来确保事务的一致性。通过将锁的获取和释放分别放在`beginTransaction`和`commit`/`rollback`方法中,可以有效地管理事务生命周期内的同步需求。 ##### 跨方法协作 ```java import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; class InventorySystem { private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); void updateStock() { lock.lock(); try { checkInventory(); processOrder(); } finally { lock.unlock(); } } private void checkInventory() { lock.lock(); // 重入获取 try { // 库存检查逻辑 System.out.println("Checking inventory..."); } finally { lock.unlock(); } } private void processOrder() { lock.lock(); // 再次重入 try { // 订单处理逻辑 System.out.println("Processing order..."); } finally { lock.unlock(); } } public static void main(String[] args) { InventorySystem system = new InventorySystem(); system.updateStock(); } } ``` 这个例子演示了多个方法之间如何协同工作,同时利用`ReentrantLock`保证了线程安全。每个方法都独立地获取和释放锁,这使得即使在方法调用过程中出现异常,也能确保锁能够正确地释放。 #### 最佳实践指南 - **锁使用规范**:始终使用`try-finally`块来确保锁能够在任何情况下都被正确释放,尤其是在存在异常处理的情况下。 - **选择合适的锁类型**:根据应用场景选择公平锁或非公平锁。对于大多数情况,默认的非公平锁就足够了;但在需要严格遵循FIFO原则的情况下,应选择公平锁。 - **避免过度同步**:虽然锁可以提供线程安全性,但过度使用锁可能会导致性能下降。尽量减少锁定区域的大小,并考虑使用更高级别的并发工具如`java.util.concurrent`包中的组件。 通过上述原理说明和代码示例,可以看出`ReentrantLock`为Java开发者提供了强大且灵活的工具来解决多线程环境下的同步问题。正确地应用这些技术不仅可以提高程序的健壮性,还能显著提升系统的整体性能。
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