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关于用信号量Semaphore实现互斥锁Mutex

浏览次数:0 2010-02-25 00:00

在Doug lea的那本著名的《Java并发编程—设计原则与模式》，英文名"Concurrent Programming in Java™: Design Principles and Patterns, Second Edition"，书中提到可以用信号量Semaphore实现互斥锁Mutex。虽然java中是通过synchronize关键字提供锁，并用这个基础设施实现信号量的。在有的系统中只有信号量这一原语，锁是通过信号量实现的。代码如下：

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Mutex {

private Semaphore s = new Semaphore(1);

public void acquire() throws InterruptedException {

s.acquire();

}

public void release(){

s.release();

}

public boolean attempt(int ms) throws InterruptedException {

return s.tryAcquire(ms);

}

上面的代码只能在java5中编译通过，因为

Semaphore是在java5中才提供的。我在读上面的代码时有疑问。因为如果错误的连续调用release两次，然后两个线程都调用acquire，岂不是这两个线程都可以同时运行，从而违背了互斥锁的定义？为了证明我的猜测，写了如下的代码：

public class TestMutex {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException{

Mutex mutex=new Mutex();

mutex.acquire();

mutex.release();

new MyThread(mutex).start();

}

class MyThread extends Thread{

private Mutex mutex;

public MyThread(Mutex mutex) {

this.mutex=mutex;

}

public void run(){

try {

mutex.acquire();

} catch (InterruptedException e1) {

throw new RuntimeException(e1);

}

for(int i=0;i<10;i++){

System.out.print(i);

if(i%3==0){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

mutex.release();

}

该程序的输出如下：
00123123456456789789
从而证实了我的猜测。

作为对比，下面是采用synchronized关键字的互斥锁方案：

public class TestLock {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException{

new MyThread2().start();

}

class MyThread2 extends Thread{

public void run(){

synchronized(TestLock.class){

for(int i=0;i<10;i++){

System.out.print(i);

if(i%3==0){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

该程序的输出如下：
01234567890123456789
可见两个线程确实互斥运行。

这个问题产生的原因是虽然在Mutex的定义中"private Semaphore s = new Semaphore(1)"，也就是该信号量的初始permits是1，但是在此后每次调用release方法都会导致permits加一。如果能限制permits最大值1，最小值0，那就是真正的Mutex了。

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