java Lock 如何知道当前线程是否持有锁

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mob64ca12f3bbc7 2024-01-02 07:54:59 ©著作权

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Java Lock 如何知道当前线程是否持有锁

在Java中，Lock用于实现线程的互斥访问，以保证数据的安全性。当线程尝试获取锁时，如果锁已经被其他线程持有，则线程会进入等待状态。为了避免死锁的发生，我们需要一种机制来判断当前线程是否持有锁，从而避免线程之间发生相互等待的情况。

问题描述

假设我们有一个银行的账户类BankAccount，其中包含了账户余额balance和操作该账户的锁lock。我们需要实现一个transfer方法，用于实现两个账户之间的转账操作。在转账过程中，我们需要保证只有一个线程能够同时访问两个账户，避免并发问题的发生。

解决方案

为了解决上述问题，我们可以使用ReentrantLock作为锁来实现线程的同步，并结合ThreadLocal来保存每个线程是否持有锁的状态。

定义一个BankAccount类，包含账户余额balance和操作该账户的锁lock。

public class BankAccount {
    private double balance;
    private Lock lock;

    public BankAccount() {
        balance = 0;
        lock = new ReentrantLock();
    }

    public void transfer(BankAccount targetAccount, double amount) {
        lock.lock();
        try {
            // 转出
            balance -= amount;
            // 转入
            targetAccount.balance += amount;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

在BankAccount类中定义一个ThreadLocal<Boolean>类型的变量lockHolder，用于保存每个线程是否持有锁的状态。

public class BankAccount {
    private double balance;
    private Lock lock;
    private ThreadLocal<Boolean> lockHolder;

    public BankAccount() {
        balance = 0;
        lock = new ReentrantLock();
        lockHolder = new ThreadLocal<>();
    }

    public void transfer(BankAccount targetAccount, double amount) {
        lock.lock();
        try {
            lockHolder.set(true); // 标记当前线程持有锁
            // 转出
            balance -= amount;
            // 转入
            targetAccount.balance += amount;
        } finally {
            lockHolder.remove(); // 移除当前线程的持有锁标记
            lock.unlock();
        }
    }

    public boolean isLockHeldByCurrentThread() {
        return lockHolder.get() != null;
    }
}

在上述代码中，我们通过lockHolder变量来保存每个线程是否持有锁的状态。在transfer方法中，我们通过lockHolder.set(true)来标记当前线程持有锁，通过lockHolder.remove()来移除当前线程的持有锁标记。然后在isLockHeldByCurrentThread方法中，我们通过lockHolder.get()来判断当前线程是否持有锁。

流程图

flowchart TD
    start[开始]
    op1[线程尝试获取锁]
    cond1{锁已被其他线程持有？}
    op2[线程进入等待状态]
    cond2{锁被释放？}
    op3[线程获取锁]
    end[结束]

    start --> op1
    op1 --> cond1
    cond1 -- No --> op3
    cond1 -- Yes --> op2
    op2 --> cond2
    cond2 -- Yes --> op3
    cond2 -- No --> op2
    op3 --> end

类图

classDiagram
    class BankAccount {
        - double balance
        - Lock lock
        - ThreadLocal<Boolean> lockHolder
        --
        + void transfer(BankAccount targetAccount, double amount)
        + boolean isLockHeldByCurrentThread()
    }