实现Java Mutex的步骤

1. 了解Mutex的概念和作用

Mutex是一种同步机制，用于保护共享资源，在多线程环境下确保线程的互斥访问。当一个线程获取到Mutex锁时，其他线程将被阻塞，直到该线程释放锁。

2. 创建一个Mutex类

首先，我们需要创建一个Mutex类来实现Mutex的功能。可以使用Java内置的锁机制来实现Mutex。

public class Mutex {
    private boolean locked = false;

    public synchronized void lock() throws InterruptedException {
        while (locked) {
            wait();
        }
        locked = true;
    }

    public synchronized void unlock() {
        locked = false;
        notifyAll();
    }
}

上述代码中，Mutex类有两个方法：lock()和unlock()。lock()方法用于获取锁，如果锁已经被获取，则当前线程会进入等待状态。unlock()方法用于释放锁，并唤醒其他等待中的线程。

3. 使用Mutex来保护共享资源

下面是一个示例代码，展示了如何使用Mutex来保护共享资源。

public class SharedResource {
    private Mutex mutex = new Mutex();
    private int count = 0;

    public void increment() throws InterruptedException {
        mutex.lock();
        try {
            // 访问共享资源
            count++;
        } finally {
            mutex.unlock();
        }
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

在上述代码中，我们创建了一个SharedResource类，其中包含了一个Mutex对象和一个共享资源count。在increment()方法中，我们使用mutex.lock()来获取锁，然后进行共享资源的访问，最后使用mutex.unlock()释放锁。

4. 测试Mutex的效果

为了验证Mutex的效果，我们可以创建多个线程来同时访问共享资源，并观察结果。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SharedResource sharedResource = new SharedResource();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                try {
                    sharedResource.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                try {
                    sharedResource.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Count: " + sharedResource.getCount());
    }
}

在上述代码中，我们创建了两个线程thread1和thread2，它们同时访问了同一个SharedResource对象的increment()方法。通过使用Mutex进行锁定和解锁，可以确保count的值正确地增加。最后，我们打印出count的值。

5. 运行结果

当运行上述代码时，我们可以观察到输出结果会是2000，表明Mutex确实保护了共享资源的互斥访问。

Mutex实现流程

下图展示了Mutex的实现流程：

erDiagram
    Mutex --|> lock
    Mutex --|> unlock
    lock --|> wait
    unlock --|> notifyAll

Mutex使用示意饼状图

下图展示了Mutex的使用示意饼状图：

pie
    title Mutex的使用示意
    "获取锁" : 80
    "等待" : 20