锁定资源的时间不确定



我的应用程序包含许多包含getter和setter的对象。这些对应于改变物理对象(例如步进电机)的状态。其他线程可能会调用该对象上的方法,以便对步进电机执行操作——这提供了步进电机和底层硬件之间的接口。因此,例如,我们可能有一个函数使电机旋转15度,或者我们可以有一个功能使其返回到中性位置。

现在,这些对象关心线程安全,但这还不够好。考虑这样的情况:一个线程试图将电机旋转90度(通过发出六个旋转15度的调用),中途,另一个线程重置电机,这意味着它只移动了45度。

我的设计解决方案是允许控制对象取出控制器上的锁,但我不确定如何管理。似乎大多数Java锁定方法都是通过单个方法调用设计的原子方法,我希望将对象锁定一段不确定的时间。

一个简单的Java锁就足够了吗?或者有人知道更好的东西吗?我担心的是,标准的ReentrantLock似乎几乎需要try-finaly范式,这意味着我可能会在一定程度上诋毁它。

您可以提供一种方法来原子地提交多个命令。假设你的所有方法都是同步的,它可能只是:

public synchronized void submitAtomically(List<Command> commands) {
    for (Command c : commands) {
        submit(c);
    }
}
public synchronized void submit(Command c) {
    //rotate or reset or ...
}

如果您不希望这些方法阻塞其他线程太长时间,最简单的方法是使用典型的生产者/消费者模式:

private final BlockingQueue<Command> queue = new LinkedBlockingQueue<> ();
public synchronized void submit(Command c) {
    queue.put(c);
}    
//somewhere else:
new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
        while(true) {
            Command c = queue.take();
            c.execute();
        }
    }
}).start();

如果客户端通过submitAtomically提交6个旋转,它将阻止其他线程在6个旋转的中间插入其他命令。然而,submit操作非常快(它实际上并不执行命令),因此不会长时间阻塞其他线程。

在数据库世界中,这是通过事务来实现的,这是一种将小型低级操作分组为大型高级原子操作的方法。走那条路会很痛苦。

我认为你需要回到过去,决定什么是基本的原子操作

考虑这样的情况:一个线程试图将电机旋转90度(通过发出六个旋转15度的调用),中途,另一个线程重置电机,这意味着它只移动了45度。

您似乎已经决定"旋转15度"是唯一的原子操作,但这显然不适合您的应用程序。

  • 你还需要"旋转45度"one_answers"旋转90度"作为原子操作吗?也许您需要将"旋转X度"作为原子操作?

  • 将电机旋转到特定位置的目的是什么?如果线程A将电机旋转到位置X,然后线程B立即将其旋转到另一个位置,则实现了什么?一旦电机位于位置X,是否要进行一些操作(通过螺纹A)?如果是这样的话,你希望旋转和该操作一起成为一个原子操作。

  • 为什么要在执行操作之前将电机旋转给定的量?执行操作时,您是否确实希望电机处于特定位置(绝对位置,而不是相对于其先前位置)?在这种情况下,你不希望你的操作被赋予旋转的量,而是被赋予所需的位置。原子操作将负责决定电机旋转多少。

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