关于多线程同步的初步教程--Metux的设计及使用

2014-11-23 23:22:35 · 作者: · 浏览: 0
Mutex是互斥体,广泛地应用在多线程编程中。本文以广为流程的Doug Lea的concurrent工具包的Mutex实现为例,进行一点探讨。在Doug Lea的concurrent工具包中,Mutex实现了Sync接口,该接口是concurrent工具包中所有锁(lock)、门(gate)和条件变量(condition)的公共接口,Sync的实现类主要有:Mutex、Semaphore及其子类、Latch、CountDown、ReentrantLock等。这也体现了面向抽象编程的思想,使我们可以在不改变代码或者改变少量代码的情况下,选择使用Sync的不同实现。下面是Sync接口的定义:

  1. public interface Sync {
  2. public void acquire() throws InterruptedException; //获取许可
  3. public boolean attempt(long msecs) throws InterruptedException; //尝试获取许可
  4. public void release(); //释放许可
  5. }

通过使用Sync可以替代Java synchronized关键字,并提供更加灵活的同步控制。当然,并不是说concurrent工具包是和Java synchronized独立的技术,其实concurrent工具包也是在synchronized的基础上搭建的,从下面对Mutex源码的解析即可以看到这一点。synchronized关键字仅在方法内或者代码块内有效,而使用Sync却可以跨越方法甚至通过在对象之间传递,跨越对象进行同步。这是Sync及concurrent工具包比直接使用synchronized更加强大的地方。
注意Sync中的acquire()和attempt()都会抛出InterruptedException,所以使用Sync及其子类时,调用这些方法一定要捕获InterruptedException。而release()方法并不会抛出InterruptedException,这是因为在acquire()和attempt()方法中可能会调用wait()等待其它线程释放锁。而release()在实现上进行了简化,直接释放锁,不管是否真的持有。所以,你可以对一个并没有acquire()的线程调用release()这也不会有什么问题。而由于release()不会抛出InterruptedException,所以我们可以在catch或finally子句中调用release()以保证获得的锁能够被正确释放。比如:

  1. class X {
  2. Sync gate;
  3. // ...
  4. public void m() {
  5. try {
  6. gate.acquire(); // block until condition holds
  7. try {
  8. // ... method body
  9. }
  10. finally {
  11. gate.release();
  12. }
  13. }
  14. catch (InterruptedException ex) {
  15. // ... evasive action
  16. }
  17. }
  18. }



Mutex是一个非重入的互斥锁。Mutex广泛地用在需要跨越方法的before/after类型的同步环境中。下面是Doug Lea的concurrent工具包中的Mutex的实现。

  1. public class Mutex implements Sync {
  2. /** The lock status **/
  3. protected boolean inuse_ = false;
  4. public void acquire() throws InterruptedException {
  5. if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); //(1)
  6. synchronized(this) {
  7. try {
  8. while (inuse_) wait();
  9. inuse_ = true;
  10. }
  11. catch (InterruptedException ex) { //(2)
  12. notify();
  13. throw ex;
  14. }
  15. }
  16. }
  17. public synchronized void release() {
  18. inuse_ = false;
  19. notify();
  20. }
  21. public boolean attempt(long msecs) throws InterruptedException {
  22. if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException();
  23. synchronized(this