基于AQS可实现自定义锁，如SimpleMutex通过重写tryAcquire和tryRelease控制state状态，实现不可重入独占锁，配合acquire和release方法完成加锁释放，支持扩展可重入、公平性等特性。
在Java中，Lock接口提供了比synchronized关键字更灵活的锁操作。通过实现Lock接口或使用其已有实现（如ReentrantLock），你可以构建自定义的锁逻辑。若想真正“自定义”一个锁，通常不是从零实现Lock接口所有方法，而是基于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）来控制状态和排队机制。下面介绍如何基于AQS实现一个简单的不可重入独占锁。
理解Lock与AQS的关系
Lock接口本身只是一个契约，真正的同步控制逻辑通常由内部的Sync类继承AQS来完成。AQS通过一个int类型的state变量管理同步状态，并提供 acquire 和 release 方法来实现获取和释放锁。
常见做法是：
- 定义一个私有内部类继承 AQS
- 重写 tryAcquire 和 tryRelease 方法
- 在外部Lock类中调用AQS提供的acquire()和release()方法
实现一个简单的自定义锁
下面是一个不可重入的独占锁实现：
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import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
public class SimpleMutex implements Lock {
// 静态内部类，继承AQS
private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
// 尝试获取锁：当state为0时设为1，表示成功获取
@Override
protected boolean tryAcquire(int acquires) {
if (compareAndSetState(0, 1)) {
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
return false;
}
// 尝试释放锁：将state设回0
@Override
protected boolean tryRelease(int releases) {
if (getState() == 0) throw new IllegalMonitorStateException();
setExclusiveOwnerThread(null);
setState(0);
return true;
}
// 是否处于锁定状态
protected boolean isLocked() {
return getState() == 1;
}
}
private final Sync sync = new Sync();
public void lock() {
sync.acquire(1);
}
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
sync.acquireInterruptibly(1);
}
public boolean tryLock() {
return sync.tryAcquire(1);
}
public boolean tryLock(long timeout, java.util.concurrent.TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}
public void unlock() {
sync.release(1);
}
public boolean isLocked() {
return sync.isLocked();
}
public boolean isHeldByCurrentThread() {
return sync.getExclusiveOwnerThread() == Thread.currentThread();
}
}
使用自定义锁
这个SimpleMutex可以像其他Lock一样使用：
SimpleMutex lock = new SimpleMutex();
lock.lock();
try {
// 临界区
System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 进入临界区");
} finally {
lock.unlock();
}
注意必须在finally块中释放锁，避免死锁。
扩展功能建议
你可以在基础上添加以下特性：
- 支持可重入：在tryAcquire中判断当前线程是否已持有锁，用state记录重入次数
- 公平锁：在AQS构造函数中传入true，启用FIFO等待队列
- 条件变量：实现newCondition()方法，返回 new ConditionObject()
- 调试信息：重写toString()显示锁状态
