測試并發應用（一）監控Lock接口

聲明：本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第八章，作者： Javier Fernández González 譯者：鄭玉婷 ?

校對：方騰飛

監控Lock接口

Lock 接口是Java 并發 API提供的最基本的機制來同步代碼塊。它允許定義臨界區。臨界區是代碼塊可以共享資源，但是不能被多個線程同時執行。此機制是通過Lock 接口和 ReentrantLock 類實現的。

在這個指南，你將學習從Lock對象可以獲取的信息和如何獲取這些信息。

準備

指南中的例子是使用Eclipse IDE 來實現的。如果你使用Eclipse 或者其他的IDE，例如NetBeans, 打開并創建一個新的java項目。

怎么做呢…

按照這些步驟來實現下面的例子：

package tool; 
 002?
import java.util.Collection; 
import java.util.concurrent.TimeUnit; 
import java.util.concurrent.locks.Lock; 
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; 
 007?
 008//1.?? 創建一個類，名為 MyLock ，擴展 ReentrantLock 類。
public class MyLock extends ReentrantLock { 
 010?
????// 2. 實現 getOwnerName() 方法。此方法使用Lock類的保護方法 getOwner()， 返回控制鎖的線程（如果存在）的名字。 
????public String getOwnerName() { 
????????if (this.getOwner() == null) { 
????????????return "None"; 
????????} 
????????return this.getOwner().getName(); 
????} 
 018?
????// 3. 實現 getThreads() 方法。此方法使用Lock類的保護方法 getQueuedThreads()，返回在鎖里的線程的 queued 
????// list。 
????public Collection<Thread> getThreads() { 
????????return this.getQueuedThreads(); 
????} 
 024?
????// 4. 創建一個類，名為 Task，實現 Runnable 接口. 
????public class Task implements Runnable { 
 027?
????????// 5. 聲明一個私有 Lock 屬性，名為 lock。 
????????private Lock lock; 
 030?
????????// 6. 實現類的構造函數，初始化它的屬性值。 
????????public Task(Lock lock) { 
????????????this.lock = lock; 
????????} 
 035?
????????// 7. 實現 run() 方法。創建迭代5次的for循環。 
????????@Override 
????????public void run() { 
????????????for (int i = 0; i < 5; i++) { 
 040?
????????????????// 8. 使用lock()方法獲取鎖，并打印一條信息。 
????????????????lock.lock(); 
????????????????System.out.printf("%s: Get the Lock.\n", Thread.currentThread() 
????????????????????????.getName()); 
 045?
????????????????// 9. 讓線程休眠 500 毫秒。使用 unlock() 釋放鎖并打印一條信息。 
????????????????try { 
????????????????????TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500); 
????????????????????System.out.printf("%s: Free the Lock.\n", Thread 
????????????????????????????.currentThread().getName()); 
????????????????} catch (InterruptedException e) { 
????????????????????e.printStackTrace(); 
????????????????} finally { 
????????????????????lock.unlock(); 
????????????????} 
????????????} 
????????} 
????} 
 059?
????// 10. 創建例子的主類通過創建一個類，名為 Main 并添加 main()方法。 
????public static void main(String[] args) throws Exception { 
 062?
????????// 11. 創建 MyLock 對象，名為 lock。 
????????MyLock lock = new MyLock(); 
 065?
????????// 12. 創建有5個Thread對象的 array。 
????????Thread threads[] = new Thread[5]; 
 068?
????????// 13. 創建并開始5個線程來執行5個Task對象。 
????????for (int i = 0; i < 5; i++) { 
????????????Task task = lock.new Task(lock); 
????????????threads[i] = new Thread(task); 
????????????threads[i].start(); 
????????} 
 075?
????????// 14. 創建迭代15次的for循環。 
????????for (int i = 0; i < 15; i++) { 
 078?
????????????// 15. 把鎖的擁有者的名字寫入操控臺。 
????????????System.out.printf("Main: Logging the Lock\n"); 
????????????System.out.printf("************************\n"); 
????????????System.out.printf("Lock: Owner : %s\n", lock.getOwnerName()); 
 083?
????????????// 16. 顯示鎖queued的線程的號碼和名字。 
????????????System.out.printf("Lock: Queued Threads: %s\n", 
????????????????????lock.hasQueuedThreads()); // 譯者注：加上 System 
????????????if (lock.hasQueuedThreads()) { 
????????????????System.out.printf("Lock: Queue Length: %d\n", 
????????????????????????lock.getQueueLength()); 
????????????????System.out.printf("Lock: Queued Threads: "); 
????????????????Collection<Thread> lockedThreads = lock.getThreads(); 
????????????????for (Thread lockedThread : lockedThreads) { 
????????????????????System.out.printf("%s ", lockedThread.getName()); 
????????????????} 
????????????????System.out.printf("\n"); 
????????????} 
 097?
????????????// 17. 顯示關于Lock對象的公平性和狀態的信息。 
????????????System.out.printf("Lock: Fairness: %s\n", lock.isFair()); 
????????????System.out.printf("Lock: Locked: %s\n", lock.isLocked()); 
????????????System.out.printf("************************\n"); 
 102?
????????????// 18. 讓線程休眠1秒，并合上類的循環。 
????????????TimeUnit.SECONDS.sleep(1); 
????????} 
????} 
 107}

它是如何工作的…

在這個指南里，你實現的MyLock類擴展了ReentrantLock類來返回信息，除此之外獲得不到這些信息，因為ReentrantLock 類里的數據都是保護類型的。通過MyLock類實現的方法：

getOwnerName()：只有唯一一個線程可以執行被Lock對象保護的臨界區。鎖存儲了正在執行臨界區的線程。此線程會被ReentrantLock類的保護方法 getOwner()返回。此方法使用 getOwner() 方法來返回線程的名字。
getThreads()：當線程正在執行臨界區時，其他線程嘗試進入臨界區就會被放到休眠狀態一直到他們可以繼續執行為止。ReentrantLock類保護方法getQueuedThreads() 返回正在等待執行臨界區的線程list。此方法返回 getQueuedThreads() 方法返回的結果。

我們還使用了 ReentrantLock 類里實現的其他方法：

hasQueuedThreads():此方法返回 Boolean 值表明是否有線程在等待獲取此鎖
getQueueLength(): 此方法返回等待獲取此鎖的線程數量
isLocked(): 此方法返回 Boolean 值表明此鎖是否為某個線程所擁有
isFair(): 此方法返回 Boolean 值表明鎖的 fair 模式是否被激活

更多…

ReentrantLock 類還有其他方法也是用來獲取Lock對象的信息的：

getHoldCount(): 返回當前線程獲取鎖的次數
isHeldByCurrentThread(): 返回 Boolean 值，表明鎖是否為當前線程所擁有

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