｛求解答｝一个有关互斥锁的问题

Question

我想要实现这么一个功能：
程序中有一个数组0～15，一共16个帧序号用来标识下发的报文。报文下发时，需要给它一个帧序号；如果下发的报文被客户端接收并返回，需要重新回收该报文的帧序号。
为了避免在给多个报文分配帧序号时出现重复帧序号的情况，我在分配帧序号的方法里用了个互斥锁，锁住了一个用来管理闲置的帧序号的变量，但同时，这又出现了另外一个问题，下面我放上代码,问题写在OfferFrameNo()里的注释上:

public class FrameNumberController {
    private static int MAX_FRAME_NO = 16;
    static Map<Integer,byte[]> frame_info = new HashMap<Integer, byte[]>();//存储还在处理的frame的信息
    static List<Integer> available_no = new ArrayList<Integer>();//闲置的帧序号
    
    static void init(){
        for (int i = 0; i < MAX_FRAME_NO; i++){
            available_no.add(i);
        }
    }
    
    public static void RecordFrame(int frame_no, byte[] output){
        frame_info.put(frame_no, output);
    }
    
    public static void RecallFrameNo(int frame_no){
        frame_info.remove(frame_no);
        available_no.add(frame_no);
    }
    
    public static int OfferFrameNo(){
        int frame_no = 0;
        int available_no_size=0;
        /*
         * 避免同时获取同一个frame_no
         * 添加互斥锁
         */
        //******互斥锁开始*****
        synchronized(available_no){
            /*Q:有问题，如果available_no已经没有可用号码了，当RecallFrameNo要召回frame_no，
            但是因为这里的互斥锁而没有召回成功的话，就会变成死循环了，肿么办？*/
            while(available_no_size <= 0){
                available_no_size = available_no.size();
            }
            frame_no = available_no.get(0);
            available_no.remove(0);
        }
        //******互斥锁结束*****
        
        return frame_no;
        
    }
}

我有想过把判断是否有闲置帧序号的循环放到互斥锁外面，像这样：

            while(available_no_size <= 0){
                available_no_size = available_no.size();
            }
            synchronized(available_no){
                frame_no = available_no.get(0);
                available_no.remove(0);
            }

但又可能出现另一个问题。万一，某个线程在进入互斥锁的前一瞬间available_no_size不等于0，后一瞬间就被另外一个线程获取了这个唯一闲置的帧序号呢？这种情况会不会有可能发生？
第一次用互斥锁，可能也没有搞清楚它的用法，请各位提供一下思路，谢谢。

————————————EDIT————————————
又或者把available_no_size也加一个互斥锁？这样会不会显着很累赘？

            synchronized(available_no_size){
                while(available_no_size <= 0){
                    available_no_size = available_no.size();
                }
            }
            synchronized(available_no){
                frame_no = available_no.get(0);
                available_no.remove(0);
            }

Answer 1

java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue 楼主可以直接使用这个队列，是线程安全的。 queue.take() 获取数据，如果当前没有数据，则阻塞直到返回可用数据queue.poll() 获取数据，如果当前没有数据，返回nullqueue.pool(timeout, TimeUnit) 获取数据，如果没有数据，阻塞一定的时间后如果有数据直接返回，没有则返回null public class FrameNumberController { private static int MAX_FRAME_NO = 16; static Map<Integer, byte[]> frame_info = new HashMap<Integer, byte[]>();//存储还在处理的frame的信息 static LinkedBlockingQueue<Integer> available_no = new LinkedBlockingQueue<>();//闲置的帧序号 static void init() { for (int i = 0; i < MAX_FRAME_NO; i++) { available_no.add(i); } } public static void RecordFrame(int frame_no, byte[] output) { frame_info.put(frame_no, output); } public static void RecallFrameNo(int frame_no) { frame_info.remove(frame_no); available_no.add(frame_no); } public static int OfferFrameNo() { try { return available_no.take(); } catch (InterruptedException e) { // 处理错误 throw new RuntimeException(e); } } }

Answer 2

使用BlockingQueue呀，简单易懂