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();
mutex.release();
new MyThread(mutex).start();
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();
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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