基于AQS可实现自定义锁,如SimpleMutex通过重写tryAcquire和tryRelease控制state状态,实现不可重入独占锁,配合acquire和release方法完成加锁释放,支持扩展可重入、公平性等特性。

在Java中,Lock接口提供了比synchronized关键字更灵活的锁操作。通过实现Lock接口或使用其已有实现(如ReentrantLock),你可以构建自定义的锁逻辑。若想真正“自定义”一个锁,通常不是从零实现Lock接口所有方法,而是基于AQS(AbstractQueuedSynchronizer)来控制状态和排队机制。下面介绍如何基于AQS实现一个简单的不可重入独占锁。
理解Lock与AQS的关系
Lock接口本身只是一个契约,真正的同步控制逻辑通常由内部的Sync类继承AQS来完成。AQS通过一个int类型的state变量管理同步状态,并提供 acquire 和 release 方法来实现获取和释放锁。
常见做法是:
定义一个私有内部类继承 AQS 重写 tryAcquire 和 tryRelease 方法 在外部Lock类中调用AQS提供的acquire()和release()方法
实现一个简单的自定义锁
下面是一个不可重入的独占锁实现:
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import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;import java.util.concurrent.locks.Lock;public class SimpleMutex implements Lock { // 静态内部类,继承AQS private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { // 尝试获取锁:当state为0时设为1,表示成功获取 @Override protected boolean tryAcquire(int acquires) { if (compareAndSetState(0, 1)) { setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); return true; } return false; } // 尝试释放锁:将state设回0 @Override protected boolean tryRelease(int releases) { if (getState() == 0) throw new IllegalMonitorStateException(); setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); return true; } // 是否处于锁定状态 protected boolean isLocked() { return getState() == 1; } } private final Sync sync = new Sync(); public void lock() { sync.acquire(1); } public void lockInterruptibly() throws InterruptedException { sync.acquireInterruptibly(1); } public boolean tryLock() { return sync.tryAcquire(1); } public boolean tryLock(long timeout, java.util.concurrent.TimeUnit unit) throws InterruptedException { return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout)); } public void unlock() { sync.release(1); } public boolean isLocked() { return sync.isLocked(); } public boolean isHeldByCurrentThread() { return sync.getExclusiveOwnerThread() == Thread.currentThread(); }}
使用自定义锁
这个SimpleMutex可以像其他Lock一样使用:
SimpleMutex lock = new SimpleMutex();lock.lock();try { // 临界区 System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 进入临界区");} finally { lock.unlock();}
注意必须在finally块中释放锁,避免死锁。
扩展功能建议
你可以在基础上添加以下特性:
支持可重入:在tryAcquire中判断当前线程是否已持有锁,用state记录重入次数 公平锁:在AQS构造函数中传入true,启用FIFO等待队列 条件变量:实现newCondition()方法,返回 new ConditionObject() 调试信息:重写toString()显示锁状态基本上就这些。通过继承AQS并合理控制state状态,你可以实现各种行为的自定义锁,而无需直接操作底层线程调度。这种方式既安全又高效,是JUC包中大多数同步器的基础。
以上就是如何在Java中使用Lock接口实现自定义锁的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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