`
grzrt
  • 浏览: 191379 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 北京
社区版块
存档分类
最新评论

Java多线程同步设计中使用Metux

    博客分类:
  • JAVA
 
阅读更多

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:


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


  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:


class X{ Sync gate; // ... public void m() {  try  {   gate.acquire();   // block until condition holds   try   {    // ... method body   }   finally { gate.release(); }  }  catch (InterruptedException ex) { // ... evasive action } }}


  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。

 

public class Mutex implements Sync{ /** The lock status **/ protected boolean inuse_ = false; public void acquire() throws InterruptedException {  if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException();//(1)  synchronized(this)  {   try   {    while (inuse_) wait();    inuse_ = true;   }   catch (InterruptedException ex)   {    //(2)    notify();    throw ex;   }  } } public synchronized void release() {  inuse_ = false;  notify(); } public boolean attempt(long msecs) throws InterruptedException {  if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException();  synchronized(this)  {   if (!inuse_)   {    inuse_ = true;    return true;   }   else if (msecs <= 0)    return false;   else   {    long waitTime = msecs;    long start = System.currentTimeMillis();    try    {     for (;;)     {      wait(waitTime);      if (!inuse_)      {       inuse_ = true;       return true;      }      else      {       waitTime = msecs - (System.currentTimeMillis() - start);       if (waitTime <= 0) // (3)        return false;       }     }    }    catch (InterruptedException ex)    {     notify();     throw ex;    }   }  } }}


  为什么要在acquire()和attempt(0方法的开始都要检查当前线程的中断标志呢?这是为了在当前线程已经被打断时,可以立即返回,而不会仍然在锁标志上等待。调用一个线程的interrupt()方法根据当前线程所处的状态,可能产生两种不同的结果:当线程在运行过程中被打断,则设置当前线程的中断标志为true;如果当前线程阻塞于wait()、sleep()、join(),则当前线程的中断标志被清空,同时抛出InterruptedException.所以在上面代码的位置(2)也捕获了InterruptedException,然后再次抛出InterruptedException.

  release()方法简单地重置inuse_标志,并通知其它线程。

  attempt()方法是利用Java的Object.wait(long)进行计时的,由于Object.wait(long)不是一个精确的时钟,所以attempt(long)方法也是一个粗略的计时。注意代码中位置(3),在超时时返回。

  Mutex是Sync的一个基本实现,除了实现了Sync接口中的方法外,并没有添加新的方法。所以,Mutex的使用和Sync的完全一样。在concurrent包的API中Doug给出了一个精细锁定的List的实现示例,我们这儿也给出,作为对Mutex和Sync使用的一个例子:


class Node{ Object item; Node next; Mutex lock = new Mutex(); // 每一个节点都持有一个锁 Node(Object x, Node n) {  item = x;  next = n; }}class List{ protected Node head; // 指向列表的头 // 使用Java的synchronized保护head域 // (我们当然可以使用Mutex,但是这儿似乎没有这样做的必要  protected synchronized Node getHead() { return head; } boolean search(Object x) throws InterruptedException {  Node p = getHead();  if (p == null) return false;  // (这儿可以更加紧凑,但是为了演示的清楚,各种情况都分别进行处理)  p.lock.acquire();  // Prime loop by acquiring first lock.  // (If the acquire fails due to  // interrupt, the method will throw  // InterruptedException now,  // so there is no need for any  // further cleanup.)  for (;;)  {   if (x.equals(p.item))   {    p.lock.release();    // 释放当前节点的锁    return true;   }   else   {    Node nextp = p.next;    if (nextp == null)    {     p.lock.release();     // 释放最后持有的锁     return false;    }    else    {     try     {      nextp.lock.acquire();      // 在释放当前锁之前获取下一个节点的锁     }     catch (InterruptedException ex)     {      p.lock.release();      // 如果获取失败,也释放当前的锁 throw ex;     }     p.lock.release();     // 释放上个节点的锁,现在已经持有新的锁了     p = nextp;    }   }  } } synchronized void add(Object x) {  // 使用synchronized保护head域  head = new Node(x, head); } // ... other similar traversal and update methods ...}

 

分享到:
评论

相关推荐

    线程同步方法--Metux 实例

    总之,“线程同步方法--Metux实例”通过C++的`std::mutex`展示了如何在Metux库中实现线程安全的资源共享,这对于理解和应用多线程编程,特别是在网络编程中,具有很高的实践价值。通过深入学习和实践这个实例,...

    线程同步的6种方式的代码

    常用的线程锁分为一下七种:volatile关键字、Lock锁、System.Threading.Interlocked原子级别操作、Monitor、Metux、ReaderWriterLock、EventWaitHandle同步事件。此次代码中包含了以上除了volatile的测试代码

    lab2_metux_实验说明1

    互斥锁是一种用于多线程或进程同步的机制,它确保在任何时候只有一个线程或进程可以持有锁,从而防止数据竞争。在Linux内核中,互斥锁通过`mutex`结构体实现,主要函数有`mutex_init()`初始化互斥锁,`mutex_lock()`...

    Windows下开箱后即时编译体验RT-Thread 的MDK demo工程,包含互斥量Metux的使用示例(含动静态方式)

    已包含完整的RT-Thread依赖,可直观体验RT-Thread的使用,代码方面主要未使用互斥量Mutex可能存在的问题,以及使用Mutex如何解决问题的完整示例demo。 工程方面已经集成了RT-Thread的源码,配合博文《RT-Thread 体验...

    kernel-devel-4.18.0-553.45.1.el8-10.x86-64.rpm

    Rocky Linux 8.10内核包

    Simulink中三阶单环多位量化Σ-Δ调制器的设计与实现-音频带ADC的应用(复现论文或解答问题,含详细可运行代码及解释)

    内容概要:本文档详细介绍了如何在Simulink中设计一个满足特定规格的音频带ADC(模数转换器)。首先选择了三阶单环多位量化Σ-Δ调制器作为设计方案,因为这种结构能在音频带宽内提供高噪声整形效果,并且多位量化可以降低量化噪声。接着,文档展示了具体的Simulink建模步骤,包括创建模型、添加各个组件如积分器、量化器、DAC反馈以及连接它们。此外,还进行了参数设计与计算,特别是过采样率和信噪比的估算,并引入了动态元件匹配技术来减少DAC的非线性误差。性能验证部分则通过理想和非理想的仿真实验评估了系统的稳定性和各项指标,最终证明所设计的ADC能够达到预期的技术标准。 适用人群:电子工程专业学生、从事数据转换器研究或开发的技术人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解Σ-Δ调制器的工作原理及其在音频带ADC应用中的具体实现方法的人群。目标是掌握如何利用MATLAB/Simulink工具进行复杂电路的设计与仿真。 其他说明:文中提供了详细的Matlab代码片段用于指导读者完成整个设计流程,同时附带了一些辅助函数帮助分析仿真结果。

    计算机课后习题.docx### 【计算机科学】研究生入学考试计算机组成原理专项题库设计:考研复习资源集成与优化

    内容概要:该题库专为研究生入学考试计算机组成原理科目设计,涵盖名校考研真题、经典教材课后习题、章节题库和模拟试题四大核心模块。名校考研真题精选多所知名高校的计算机组成原理科目及计算机联考真题,并提供详尽解析,帮助考生把握考研命题趋势与难度。经典教材课后习题包括白中英《计算机组成原理》(第5版)和唐朔飞《计算机组成原理》(第2版)的全部课后习题解答,这两部教材被众多名校列为考研指定参考书目。章节题库精选代表性考题,注重基础知识与重难点内容,帮助考生全面掌握考试大纲要求的知识点。模拟试题依据历年考研真题命题规律和热门考点,精心编制两套全真模拟试题,并附标准答案,帮助考生检验学习成果,评估应试能力。 适用人群:计划参加研究生入学考试并报考计算机组成原理科目的考生,尤其是需要系统复习和强化训练的学生。 使用场景及目标:①通过研读名校考研真题,考生可以准确把握考研命题趋势与难度,有效评估复习成效;②通过经典教材课后习题的练习,考生可以巩固基础知识,掌握解题技巧;③通过章节题库的系统练习,考生可以全面掌握考试大纲要求的各个知识点,为备考打下坚实基础;④通过模拟试题的测试,考生可以检验学习成果,评估应试能力,为正式考试做好充分准备。 其他说明:该题库不仅提供详细的题目解析,还涵盖了计算机组成原理的各个方面,包括计算机系统概述、数据表示与运算、存储器分层、指令系统、中央处理器、总线系统和输入输出系统等。考生在使用过程中应结合理论学习与实践操作,注重理解与应用,以提高应试能力和专业知识水平。

    __UNI__DB9970A__20250328141034.apk.1

    __UNI__DB9970A__20250328141034.apk.1

    minio-rsc-Rust资源

    rust for minio

    4-4-台区智能融合终端功能模块型式规范(试行).pdf

    国网台区终端最新规范

    《基于YOLOv8的化工管道焊缝缺陷检测系统》(包含源码、可视化界面、完整数据集、部署教程)简单部署即可运行。功能完善、操作简单,适合毕设或课程设计.zip

    资源内项目源码是来自个人的毕业设计,代码都测试ok,包含源码、数据集、可视化页面和部署说明,可产生核心指标曲线图、混淆矩阵、F1分数曲线、精确率-召回率曲线、验证集预测结果、标签分布图。都是运行成功后才上传资源,毕设答辩评审绝对信服的保底85分以上,放心下载使用,拿来就能用。包含源码、数据集、可视化页面和部署说明一站式服务,拿来就能用的绝对好资源!!! 项目备注 1、该资源内项目代码都经过测试运行成功,功能ok的情况下才上传的,请放心下载使用! 2、本项目适合计算机相关专业(如计科、人工智能、通信工程、自动化、电子信息等)的在校学生、老师或者企业员工下载学习,也适合小白学习进阶,当然也可作为毕设项目、课程设计、大作业、项目初期立项演示等。 3、如果基础还行,也可在此代码基础上进行修改,以实现其他功能,也可用于毕设、课设、作业等。 下载后请首先打开README.txt文件,仅供学习参考, 切勿用于商业用途。

    python源码-1个机器学习相关资源

    一个简单的机器学习代码示例,使用的是经典的鸢尾花(Iris)数据集,通过 Scikit-learn 库实现了一个简单的分类模型。这个代码可以帮助你入门机器学习中的分类任务。

    pyqt离线包,pyqt-tools离线包

    pyqt离线包,pyqt-tools离线包

    《基于YOLOv8的船舶机舱灭火系统状态监测系统》(包含源码、可视化界面、完整数据集、部署教程)简单部署即可运行。功能完善、操作简单,适合毕设或课程设计.zip

    资源内项目源码是来自个人的毕业设计,代码都测试ok,包含源码、数据集、可视化页面和部署说明,可产生核心指标曲线图、混淆矩阵、F1分数曲线、精确率-召回率曲线、验证集预测结果、标签分布图。都是运行成功后才上传资源,毕设答辩评审绝对信服的保底85分以上,放心下载使用,拿来就能用。包含源码、数据集、可视化页面和部署说明一站式服务,拿来就能用的绝对好资源!!! 项目备注 1、该资源内项目代码都经过测试运行成功,功能ok的情况下才上传的,请放心下载使用! 2、本项目适合计算机相关专业(如计科、人工智能、通信工程、自动化、电子信息等)的在校学生、老师或者企业员工下载学习,也适合小白学习进阶,当然也可作为毕设项目、课程设计、大作业、项目初期立项演示等。 3、如果基础还行,也可在此代码基础上进行修改,以实现其他功能,也可用于毕设、课设、作业等。 下载后请首先打开README.txt文件,仅供学习参考, 切勿用于商业用途。

    SQL常用日期和时间函数整理及使用示例

    SQL常用日期和时间函数整理及在sqlserver测试示例 主要包括 1.查询当前日期GETDATE 2.日期时间加减函数DATEADD 3 返回两个日期中指定的日期部分之间的差值DATEDIFF 4.日期格式转换CONVERT(VARCHAR(10),GETDATE(),120) 5.返回指定日期的年份数值 6.返回指定日期的月份数值 7.返回指定日期的天数数值

    GSDML-V2.3-Turck-BL20-E-GW-EN-20160524-010300.xml

    GSDML-V2.3-Turck-BL20_E_GW_EN-20160524-010300.xml

    T_CPCIF 0225-2022 多聚甲醛.docx

    T_CPCIF 0225-2022 多聚甲醛.docx

    《基于YOLOv8的智能仓储货物堆码倾斜预警系统》(包含源码、可视化界面、完整数据集、部署教程)简单部署即可运行。功能完善、操作简单,适合毕设或课程设计.zip

    《基于YOLOv8的智能仓储货物堆码倾斜预警系统》(包含源码、可视化界面、完整数据集、部署教程)简单部署即可运行。功能完善、操作简单,适合毕设或课程设计

    蚕豆脱壳机设计.zip

    蚕豆脱壳机设计.zip

    附件2-2:台区智能融合终端入网专业检测单位授权委托书.docx

    台区终端电科院送检文档

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics