不同线程上的Java锁定和解锁

Question

我有一个主线程和一个工作线程。主线程将任务添加到队列中，工作线程取出任务并计算数据。在将对象放入队列之前，我在任务对象上调用 ReentrantLock 对象的锁定（在主线程上）。当工作线程完成从队列中的任务时，我在其上调用解锁操作（在工作线程上）。问题在于，我会因为在不同的线程上调用锁定和解锁而收到 IllegalMonitorStateException 异常。

我正在寻找一种替代的锁系统，在其中可以在不同的线程上执行此操作。

示例：

public class Worker extends Thread {
    public static Queue<Task> tasks = new ConcurrentLinkedQueue<Task>();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            Task task = tasks.poll();

            if (task != null) {
                task.work();
                task.lock.unlock(); // Here is the unlock, Task#i should not change up to now
            }
        }
    }
}


public class Task {
    private int i = 0;
    public Lock lock;

    public void setI(int i) {
        lock.lock();
        this.i = i;
        lock.unlock();
    }

    public void work() {
        System.out.println(i);
    }
}


public class Test {
    Task task = new Task();

    public void addTask() {
        task.lock.lock(); // Here is the lock, Task#i should not change
        Worker.tasks.add(task);
    }
}

- stonar96

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你想用锁保护什么？ - Savior

你能否发布你的代码以更好地理解问题？ - Ravindra babu

我会发布一个例子。 - stonar96

你可以使用“Semaphore”而不是“ReentrantLock”来实现你想要的功能，但在一个线程中锁定，在另一个线程中解锁并不是保护数据的有效方式。 - Solomon Slow

@stonar96 - 像这样一个简单的检查，例如如果项目在队列中，则不要在主线程内编辑它，会起作用吗？如果它不在队列中，则主线程可以尝试获取锁定。如果无法获取它，则意味着工作线程正在处理它。因此，它应该等待或执行其他操作。 - MS Srikkanth

Answer 1

为什么不使用只有一个许可的Semaphore呢？与锁操作不同，您需要获取单个许可。您应该始终使用release()释放锁定。

- borjab

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一个Semaphore可以在一个线程中获取，在另一个线程中释放，而锁必须在同一个线程中被锁定/解锁，这是真的吗？ 我的应用程序是这样的：在线程1中，我使用无限循环运行工作 while(true){ ... theLock.lock(); //这是为了确保上一次运行的所有工作都已完成，然后执行几个工作，所有这些工作都是异步的，在不同的线程中，每个线程完成后都会向主线程发送一条消息 }, 在线程2中，接收到完成的工作消息后，解锁锁定。Semaphore可以工作，但ReentrantLock不能。 - Yulin

Answer 2

根据问题，设计多线程应用程序的方式似乎不正确。

要么工作线程应该处理对象的创建，要么您应该将不可变对象传递给工作线程，一旦工作线程完成，它可以将结果传递回主线程。

我认为在一个线程中获取锁定并在另一个线程中解锁是不可能的。

- Dave

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我无法重新设计应用程序，但可以修改应用程序。原始应用程序是单线程的，我想添加这个工作线程，它应该使用对象在被添加到队列时的状态来执行工作。 - stonar96

Answer 3

你不需要另外的锁系统。ConcurrentLinkedQueue 数据结构已经提供了自己的锁系统并保证了线程安全。任何额外的锁定都是不必要的。

但是你在重新发明轮子。我建议你看一下 ExecutorService 和 ThreadPools。虽然亲手构建东西是一个很好的学习经验，但也是错误的主要来源。

ExecutorService workerPool = Executors.newFixedThreadPool(10); // 10 worker threads
...
Runnable myTask = ...;
workerPool.submit(myTask); // called from the main thread
...

- Alen Vrečko