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Mutex是互斥體，廣泛地應用在多線程編程中。本文以廣為流程的Doug Lea的concurrent工具包的Mutex實現為例，進行一點探討。在Doug Lea的concurrent工具包中，Mutex實現了Sync接口，該接口是concurrent工具包中所有鎖（lock）、門（gate）和條件變量（condition）的公共接口，Sync的實現類主要有：Mutex、Semaphore及其子類、Latch、CountDown、ReentrantLock等。這也體現了面向抽象編程的思想，使我們可以在不改變代碼或者改變少量代碼的情況下，選擇使用Sync的不同實現。下面是Sync接口的定義：

public interface Sync { public void acquire() throws InterruptedException; //獲取許可 public boolean attempt(long msecs) throws InterruptedException; //嘗試獲取許可 public void release(); //釋放許可 }

通過使用Sync可以替代Java synchronized關鍵字，并提供更加靈活的同步控制。當然，并不是說concurrent工具包是和Java synchronized獨立的技術，其實concurrent工具包也是在synchronized的基礎上搭建的，從下面對Mutex源碼的解析即可以看到這一點。synchronized關鍵字僅在方法內或者代碼塊內有效，而使用Sync卻可以跨越方法甚至通過在對象之間傳遞，跨越對象進行同步。這是Sync及concurrent工具包比直接使用synchronized更加強大的地方。

注意Sync中的acquire()和attempt()都會拋出InterruptedException，所以使用Sync及其子類時，調用這些方法一定要捕獲InterruptedException。而release()方法并不會拋出InterruptedException，這是因為在acquire()和attempt()方法中可能會調用wait（）等待其它線程釋放鎖。而release()在實現上進行了簡化，直接釋放鎖，不管是否真的持有。所以，你可以對一個并沒有acquire()的線程調用release()這也不會有什么問題。而由于release()不會拋出InterruptedException，所以我們可以在catch或finally子句中調用release()以保證獲得的鎖能夠被正確釋放。比如：

class X { Sync gate; // ... public void m() { try { gate.acquire(); // block until condition holds try { // ... method body } finally { gate.release(); } } catch (InterruptedException ex) { // ... evasive action } } }

Mutex是一個非重入的互斥鎖。Mutex廣泛地用在需要跨越方法的before/after類型的同步環境中。下面是Doug Lea的concurrent工具包中的Mutex的實現。

public class Mutex implements Sync { /** The lock status **/ protected boolean inuse_ = false; public void acquire() throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException();//(1) synchronized(this) { try { while (inuse_) wait(); inuse_ = true; } catch (InterruptedException ex) { //(2) notify(); throw ex; } } } public synchronized void release() { inuse_ = false; notify(); } public boolean attempt(long msecs) throws InterruptedException { if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException(); synchronized(this) { if (!inuse_) { inuse_ = true; return true; } else if (msecs <= 0) return false; else { long waitTime = msecs; long start = System.currentTimeMillis(); try { for (;;) { wait(waitTime); if (!inuse_) { inuse_ = true; return true; } else { waitTime = msecs - (System.currentTimeMillis() - start); if (waitTime <= 0) // (3) return false; } } } catch (InterruptedException ex) { notify(); throw ex; } } } } }

為什么要在acquire()和attempt(0方法的開始都要檢查當前線程的中斷標志呢？這是為了在當前線程已經被打斷時，可以立即返回，而不會仍然在鎖標志上等待。調用一個線程的interrupt()方法根據當前線程所處的狀態，可能產生兩種不同的結果：當線程在運行過程中被打斷，則設置當前線程的中斷標志為true；如果當前線程阻塞于wait()、sleep()、join()，則當前線程的中斷標志被清空，同時拋出InterruptedException。所以在上面代碼的位置（2）也捕獲了InterruptedException，然后再次拋出InterruptedException。

release()方法簡單地重置inuse_標志，并通知其它線程。

attempt()方法是利用Java的Object.wait(long)進行計時的，由于Object.wait(long)不是一個精確的時鐘，所以attempt(long)方法也是一個粗略的計時。注意代碼中位置（3），在超時時返回。
Mutex是Sync的一個基本實現，除了實現了Sync接口中的方法外，并沒有添加新的方法。所以，Mutex的使用和Sync的完全一樣。在concurrent包的API中Doug給出了一個精細鎖定的List的實現示例，我們這兒也給出，作為對Mutex和Sync使用的一個例子：

class Node { Object item; Node next; Mutex lock = new Mutex(); // 每一個節點都持有一個鎖 Node(Object x, Node n) { item = x; next = n; } } class List { protected Node head; // 指向列表的頭 // 使用Java的synchronized保護head域 // (我們當然可以使用Mutex，但是這兒似乎沒有這樣做的必要 protected synchronized Node getHead() { return head; } boolean search(Object x) throws InterruptedException { Node p = getHead(); if (p == null) return false; // (這兒可以更加緊湊，但是為了演示的清楚，各種情況都分別進行處理) p.lock.acquire(); // Prime loop by acquiring first lock. // (If the acquire fails due to // interrupt, the method will throw // InterruptedException now, // so there is no need for any // further cleanup.) for (;;) { if (x.equals(p.item)) { p.lock.release(); // 釋放當前節點的鎖 return true; } else { Node nextp = p.next; if (nextp == null) { p.lock.release(); // 釋放最后持有的鎖 return false; } else { try { nextp.lock.acquire(); // 在釋放當前鎖之前獲取下一個節點的鎖 } catch (InterruptedException ex) { p.lock.release(); // 如果獲取失敗，也釋放當前的鎖 throw ex; } p.lock.release(); // 釋放上個節點的鎖，現在已經持有新的鎖了 p = nextp; } } } } synchronized void add(Object x) { // 使用synchronized保護head域 head = new Node(x, head); } // ... other similar traversal and update methods ... }