Java-线程并发（二）-队列同步器-AbstractQueuedSynchronizer

1、队列同步器概念

• 队列同步器是用来构建锁的基础，它使用一个int变量表示资源的被锁状态，使用FIFO队列来控制线程对资源的加锁。即线程必须先进入队列等待，当资源空闲允许后才能对资源加锁。

• 它提供线程安全地访问状态：

• getState()：获取状态
• setState(int newState)：设置状态
• compareAndSetState(int expect,int update)：使用CAS操作设置当前状态值

• 支持共享、独占锁方式。

•     共享锁：同一资源可被多个线程同时加锁。
•     独占锁即是同一时刻只有一个线程可以对资源加锁，而其他线程只能等待；仅当该线程释放锁时，其他线程才可对资源加锁。

• 仅提供5个可重写的方法

• protected boolean tryAcquire(int arg)：独占式获取同步状态，使用CAS操作设置同步状态
• protected boolean tryRelease(int arg)：独占式释放同步状态
• protected int tryAcquireShared(int arg)：共享式获取同步状态，返回值>=0表示成功
• protected boolean tryReleaseShared(int arg)：共享式释放同步状态
• protected boolean isHeldExclusively()：当前同步器是否在独占模式下被线程占用

2、自定义同步器

• 实现一个同步器Sync，并继承AbstractQueuedSynchronizer抽象类。其重写3个方法，isHeldExclusively()、tryAcquire(int acquires)、tryRelease(int release)
• 然后Mutex类实现Lock接口，以便我们对资源的加锁、解锁。注意到，实现Lock接口的函数中，我们是使用同步器的方法对资源加锁、解锁的。

public class Mutex implements Lock{

	private final Sync sync=new Sync();
	
	//对资源加锁
	@Override
	public void lock() {
		// TODO Auto-generated method stub
		sync.acquire(1);
	}

	//中断方式加锁
	@Override
	public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
		// TODO Auto-generated method stub
		sync.acquireInterruptibly(1);
	}

	//新建一个Condition队列
	@Override
	public Condition newCondition() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return sync.newCondition();
	}

	//尝试获取锁
	@Override
	public boolean tryLock() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return sync.tryAcquire(1);	//尝试对资源加锁
	}

	//以超时模式获取锁
	@Override
	public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
		// TODO Auto-generated method stub
		return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout));
	}

	//解锁
	@Override
	public void unlock() {
		// TODO Auto-generated method stub
		sync.release(1);	//对资源解锁
	}
	//是否被锁
	public boolean isLock(){
		return sync.isHeldExclusively();	//是否被独占
	}
	
	//是否有线程等待
	public boolean hasQueuedThreads(){
		return sync.hasQueuedThreads();		//队列中是否有线程
	}
	
	//自定义同步器
	private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer{
		//是否被线程独占
		@Override
		protected boolean isHeldExclusively(){
			return getState()==1;	//state为1时表示出于占用状态
		}
		//当状态为0时获得锁
		@Override
		public boolean tryAcquire(int acquires){
			if(compareAndSetState(0,1)){
				setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());	//设置当前线程独占
				return true;
			}
			return false;
		}
		//释放锁，将状态设置为0
		@Override
		public boolean tryRelease(int release){
			if(getState()==0)
				throw new IllegalMonitorStateException();
			setExclusiveOwnerThread(null);
			setState(0);
			return true;
		}
		//新建一个Condition队列，这个队列用于存放需等待资源的线程
		Condition newCondition(){
			return new ConditionObject();
		}
	
	}
}

3、AbstractQueuedSynchronizer源码分析

以后补上