Managing multiple exclusive locks for a set of unique values

Consider I have a number of string values (dynamically generated), and a thread pool, and I want each string value to be exclusively owned by at most a single thread at any time. So, for instance, if the string “foo” is locked by a thread T1 at some period in time, all other threads waiting to process “foo” (or any other string equal to “foo” in terms of Object.equals()) must wait until thread T1 releases the lock.

So I want to implement the following interface:

interface Lock { 
    void lock(@NonNull String key); 

    void unlock(@NonNull String key); 
}

As I said, any thread entering the lock(String) method should wait (or wait interruptibly, or wait with a time-out) if the key is already locked by some other thread.

And the unlock(String) method should effectively unlock the key, throwing an exception in two cases:

  1. Whenever attempting to unlock a key which is not locked
  2. Whenever attempting to unlock a key which is locked by some other thread (not the current one).

Apparently, when implementing the above interface, I have to associate a ReentrantLock instance with any key that is about to get locked, for the whole time it remains locked.

How do I implement the LockByKey interface? Which concurrency primitives from the java.util.concurrent package are most suitable for this task?

6

You need something like this

public class StringLockImpl implements StringLock {
    private final Map<String, LockObject> map = new HashMap<>();
    private final Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void lock(String key) {
        acquire(key).lock();
    }

    @Override
    public void unlock(String key) {
        release(key).unlock();
    }

    private Lock acquire(String key) {
        lock.lock();
        try {
            LockObject lockObject = map.computeIfAbsent(key, ignore -> new LockObject());
            lockObject.inc();
            return lockObject.getLock();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    private Lock release(String key) {
        lock.lock();
        try {
            LockObject lockObject = map.get(key);
            if (lockObject.dec()) {
                map.remove(key);
            }
            return lockObject.getLock();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    private static class LockObject {
        private int counter;
        @Getter
        private final Lock lock = new ReentrantLock();

        public void inc() {
            counter++;
        }

        public boolean dec() {
            return --counter == 0;
        }
    }
}

If you search the net, you probably find existing implementation.

8

Provided that ConcurrentHashMap.compute() is atomic, the accepted answer can be slightly rewritten as:

public final class StringLockImpl {
    private final Map<String, LockObject> map = new ConcurrentHashMap<>();

    public void lock(final String key) {
        acquire(key).lock();
    }

    public void unlock(final String key) {
        release(key);
    }

    private Lock acquire(final String key) {
        final LockObject lockObject = map.compute(key, (k, v) -> Objects.requireNonNullElseGet(v, LockObject::new).inc());
        return lockObject.lock;
    }

    private void release(final String key) {
        map.compute(key, (k, v) -> {
            if (v == null) {
                throw new IllegalStateException("Not locked by any thread: " + k);
            }

            try {
                v.lock.unlock();
            } catch (final IllegalMonitorStateException imse) {
                throw new IllegalStateException("Thread [" + Thread.currentThread().getName() + "] not holding the lock: " + k, imse);
            }
            return v.dec() == 0 ? null : v;
        });
    }

    private static final class LockObject {
        private int counter = 0;
        private final Lock lock = new ReentrantLock();

        LockObject inc() {
            counter++;
            return this;
        }

        int dec() {
            final int threadCount = --counter;
            if (threadCount < 0) {
                throw new IllegalStateException("Thread count is negative: " + threadCount);
            }
            return threadCount;
        }
    }
}

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật